1999年，在面臨兩家硅谷企業的邀請時，曹國偉在選擇上有些猶豫，于是便向自己一位社會經驗豐富的老朋友請教，他就是時任新浪首席運營長的茅道臨。曹國偉怎么也沒想到，就是這次的請教改變了他的一生。

茅道臨邀請他加盟正處于上市申請階段的新浪，曹國偉只考慮了兩天便答應了。曹國偉隨后加盟新浪，負責的工作則是新浪上市前的沖刺。連續幾周時間，曹國偉每天要忙碌十六個小時，一邊在普華永道完成工作交接，一邊到新浪以財務副總裁身份接手上市流程。

在新浪上市后不久，中國互聯網行業就陷入低谷，隨后無線增值服務業務興起，對行業發展趨勢極度敏感的曹國偉感覺到了前所未有的機會，而這也成就了他標志性的兩次收購。第一次是2003年1月收購廣州訊龍，這次收購被認為是互聯網界最為成功的收購案；第二次是2004年3月收購深圳網興，與前者有異曲同工之妙。兩次收購奠定了新浪當時在無線增值業務上的霸主地位，也幾乎改變了公司的命運。

隨著市場環境的變化，整個無線增值業務行業都受到了重創，新浪也不例外。但曹國偉領導的網絡廣告業務成為新浪收入的引擎。長期的積累更讓新浪在奧運會舉辦期間的廣告銷售業績大放異彩，2008年第三季度總體營收超過1億美金，廣告營收達到7620萬美金，同比增長66%。在新浪網絡廣告迅速增長的同時，曹國偉對于網絡營銷模式的開發、營銷管理系統的建立，隨后成為國內各網站學習的樣本，而新浪從那時開始，一直牢牢占據國內門戶網站廣告霸主的地位。

2006年5月，經過長時間慎重的考慮，曹國偉從汪延手中接過了新浪CEO的職位。對于此次交接，外界評論，“曹國偉屬于完美主義者，對未來有清晰的規劃，做事大氣，但又不缺乏激情且極具責任感，加上其近乎完美的履歷，會讓新浪走上新的征程。”正是這些年面對華爾街分析師以及多次并購的經歷，也讓他在擔任新浪CEO之后，花旗銀行破天荒地以《曹國偉掌舵，上調新浪股票評級》為標題發表了他的分析報告。

2009年5月，曹國偉認為，SNS市場已經接近飽和，新浪長遠的目標是做一家令人尊敬的新媒體公司，因此新產品的拓展必須圍繞新浪的核心競爭力來做，曹國偉拍板放棄新浪朋友，新浪要全力以赴做一款微博產品。

新浪微博推出后在全球華人中迅速風靡，成為中國最為火爆的移動互聯網社交產品。2009年8月28日，新浪微博正式對外推出服務；截至2014年12月底，新浪微博注冊用戶已經超越6億，月活躍用戶接近1.8億。

2014年4月17日，微博在曹國偉的帶領下成功上市，他一手締造的微博王朝達到新高度。微博也成為全球首家上市的中文社交媒體。代碼為WB的微博正式登陸納斯達克，開盤短暫下跌后，微博逆市上漲并一度觸及24.48美元高點，最終首日報收20.24美元，較發行價上漲19.06%。此時的曹國偉卻異常淡定。他只是在微博上發了一條簡短的信息：“微博上市了。感謝所有的員工，用戶和合作伙伴。讓我們一起以微博之力，讓世界更美！”