第一次参加奥运会，17岁的曹缘与搭档张雁全拿到了男双10米台的金牌。第二次参加奥运会，21岁的曹缘则拿到了男单3米板的金牌和男双3米板的铜牌。第三次参加奥运会，26岁的曹缘又回到了10米跳台上，他希望能够在这里找到一点“熟悉的感觉”。
率先进行的东京奥运会男双10米台决赛，曹缘和搭档陈艾森在第四跳207B（向后翻腾三周半屈体）出现了明显失误，尽管他们的最后两跳发挥出色，但也无法挽回场上局势。最终曹缘和陈艾森以1.23分憾负英国组合戴利/马蒂-李，拿到一枚银牌。在那场决赛之后，曹缘特地因为失误向搭档陈艾森道了歉，也反思自己是因为“太自信”、“不够谨慎”才出现了失误。一周之后的单人决赛，曹缘带着“教训”再出发，希望能够把六个动作都跳好。
而在堪称“神仙打架”的男单10米台决赛中，冠军直到最后一跳结束时才见分晓。而曹缘也确实兑现了自己在双人赛遗憾摘银之后的承诺。曹缘在决赛中的六跳除了第二跳407C（向前翻腾三周半抱膝）稍有瑕疵之外，其他五跳都高质量完成，其中有三跳的分数也超过了100分。最终，曹缘以不到2分的优势险胜队友杨健，用一枚金牌为自己的第三次奥运之旅画上圆满的句号。
从伦敦到里约再到东京，曹缘尝试了4个不同的项目，3次登上最高领奖台。东京奥运会这枚男单10米台的金牌，还是曹缘第一次在跳水的国际三大赛（奥运会、世锦赛和世界杯）中收获男子单人跳台的奖牌。而这枚金牌也使得曹缘成为历史上第一位在三个不同项目上都拿到过奥运金牌的跳水选手。
曹缘的职业生涯，也像是不断创造新纪录的历程。一直以来曹缘就是以兼项板台的“全能王”闻名，他职业生涯的纪录，也总是与兼项有关。
像很多选手一样，曹缘最早就是练习跳台出道。早在2010年跳水世界杯上，只有15岁的曹缘就与张雁全问鼎男双10米台。两年后的伦敦奥运会，曹缘和张雁全再次拿到男子双人10米台的金牌。由于中国跳水队在伦敦奥运周期男子跳板人才一度比较缺乏，从2014年起，曹缘开始兼项跳板，当年他就拿到了世界杯男子单人3米板的亚军和男双3米板冠军。与此同时，曹缘也并没有放弃跳台，他还在2014年世界跳水系列赛加拿大站揽下男子双人3米板、双人10米台和单人10米台三金。单站比赛同时拿到3个不同项目金牌的纪录，到目前为止也未能有人超越。2015年喀山世锦赛，曹缘与秦凯搭档拿到男双3米板的冠军，这也是他首次拿到登上3米板项目的世锦赛最高领奖台。但自从专攻3米板以来，曹缘却与男单3米板的国际大赛金牌始终有些距离。2016年里约奥运会时，从预赛到半决赛一直排名第一的曹缘决赛六跳皆发挥完美，最终拿下了分量极重的男子单人3米板的金牌，这也使得他比肩伏明霞，成为中国跳水队第二位在跳板和跳台项目上皆拿到奥运金牌的选手。如今，在拿下这枚东京奥运会男单10米台的金牌之后，曹缘的“纪录册”上又留下了光辉的一笔。
