施廷懋是正宗的重庆妹儿，1991年8月31日出生于重庆市渝中区桂花园，父母都是普通工人。鲜为人知的是，施廷懋接受记者采访时透露，自己原名施廷婷，是爷爷给她改的这个笔画很多的“懋”字，意思是勤奋努力，努力进入国家队。

但她最早练的并不是跳水，而是体操，而且3岁就开始训练。1997年，重庆直辖那年，还在幼儿园大班的施廷懋被挑进了重庆体操专业队。但1998年体操队解散，施廷懋“转专业”进了跳水队。2000年，9岁的施廷懋就在全国少年儿童跳水锦标赛上崭露头角。2001年，被送到北京训练，直到2008年，施廷懋获得了全国锦标赛三米板铜牌，“那天晚上我哭了，原来我是全国跳得最好的三个人之一。”施廷懋在采访中回忆说。2009年，施廷懋获得了全国锦标赛一米板冠军，2010年考入西南大学运动训练专业，本科毕业后又继续在西南大学攻读硕士和博士研究生，是西南大学的“铁杆”校友。

2016年8月，施廷懋征战巴西里约热内卢奥运会（第31届夏季奥林匹克运动会），夺得跳水女子双人三米板、女子三米板两枚金牌。同样的结果，在五年后复制：2021年7月23日至8月8日，在第32届夏季奥林匹克运动会（因疫情延期，即2020年东京奥运会）跳水项目上，施廷懋再次夺得女子双人三米板、女子三米板两枚金牌。

至此，施廷懋在女子三米板和女子双人三米项目上获得4枚奥运金牌和7个世锦赛冠军，6个世界杯冠军和4个亚运会冠军，被誉为郭晶晶后的第五代中国跳水皇后。