Du Li a participé aux Jeux olympiques d’Athènes 2004, où elle a remporté la médaille d’or à la compétition féminine de carabine à air comprimé de 10 mètres, sans atteindre pour autant le maximum de 400 comme lors des championnats du monde en 2003 et 2006.

Elle n’a pas réussi à défendre ce titre aux Jeux olympiques de Pékin 2008, battue par Katerina Emmons. Cependant, elle l’emporte dans la compétition du tir à la carabine à 50 mètres, établissant ainsi un nouveau record olympique.

Aux Jeux olympiques d’été de Rio 2016, Du Li a établi un nouveau record olympique à la carabine 10 mètres lors des poules de qualification en inscrivant un score de 420. Elle a toutefois concédé la médaille d’or à l’Américaine Virginia Thrasher (1997) en finale.