Haar persoonlijk record van 2:23.57 liep ze in 2002 op de marathon van Peking, waarmee ze een vierde plaats behaalde. In 2006 won ze de Aziatische indoor Spelen op de 3000 m en werd ze tweede op de marathon van Xiamen (2:28.27). Een jaar later won ze deze wedstrijd in 2:26.08. Hiermee kwalificeerde ze zich voor de wereldkampioenschappen van 2007 in Osaka, waar ze vierde werd.
Op de Olympische Spelen van 2008 in Peking viste Zhu Xiaolin met een vierde plek net naast het podium. Ze finishte in 2:27.16 slechts elf seconden achter haar landgenote en bronzenmedaillewinnares Chunxiu Zhou. Vier jaar later bij de Olympische Zomerspelen 2012 in Londen moest ze genoegen nemen met een zesde plaats in 2:48.48.