人物經曆
早年經曆
1997年，在一次村小學運動會上，呂小軍參加田徑短跑比賽拿了第一名，不久被潛江市體校看中。
1998年，呂小軍開始在湖北省潛江市體校開始舉重訓練，教練是舉重班教練鄧明虎。2002年，進入天津市舉重隊；2003年首次進入國家舉重隊，練習69公斤級。
2004年5月份，時年19歲的呂小軍在白俄羅斯首都明斯克舉行的世界青年舉重錦标賽一舉奪冠。不過之後一年，由于傷病、狀态不佳，再加上中國男舉69公斤級人才濟濟，呂小軍一直無緣成年世界大賽。
2005年，呂小軍開始升級到77公斤級，後再次進入國家隊，并師從奧運冠軍廖輝的教練于傑。
運動生涯
2009年11月24日，在韓國高陽舉行的第77屆世界舉重錦标賽男子77公斤級比賽中，呂小軍以174公斤打破抓舉世界紀錄獲得冠軍，在抓舉比賽中以174公斤的成績打破了哈薩克斯坦選手費裡莫諾夫創造的173公斤世界紀錄，獲得了抓舉金牌；在挺舉比賽，呂小軍以204公斤成績打破世界紀錄，同時以378公斤打破總成績世界紀錄。
2010年5月，《世界舉重》雜志日前公布了2009年度世界最佳男女舉重選手的評選結果，中國力士呂小軍當選最佳舉重男選手；9月，在土耳其進行的舉重世錦賽中獲得挺舉冠軍、抓舉亞軍和總成績亞軍。
2011年4月15日，在安徽銅陵舉行的舉重亞錦賽男子77公斤級比賽中，呂小軍包攬了抓舉、挺舉和總成績三枚金牌；11月，在巴黎世界舉重錦标賽77公斤級中，以抓舉170公斤獲得抓舉冠軍、205公斤獲得挺舉亞軍，同時以375公斤獲得總成績冠軍。
2012年，在全國男子舉重錦标賽77公斤級比賽總獲得抓舉亞軍、挺舉冠軍及總成績亞軍；8月2日，在倫敦奧運會舉重男子77公斤級比賽中，呂小軍以175公斤的成績打破了抓舉世界紀錄，同時以379公斤的總成績打破世界紀錄奪得冠軍。
2013年在波蘭弗羅茨瓦夫世界舉重錦标賽男子77公斤級中，呂小軍在抓舉、挺舉、總成績三項中均獲金牌；同年在亞洲舉重錦标賽男子77公斤級比賽中，以抓舉160公斤，挺舉192公斤，總成績352公斤獲得三項冠軍。
2014年9月23日，在仁川亞運會舉重男子77公斤級比賽中以375公斤總成績獲得冠軍，抓舉175公斤也創造了新的亞運會紀錄，挺舉成績為200公斤。
2015年4月，在浙江進行的全國舉重錦标賽暨世界錦标賽選拔賽中，呂小軍因體重略重于相同成績的選手而獲得77公斤級抓舉、挺舉和總成績3枚銀牌三枚銀牌。
2015年，在美國休斯敦進行的舉重世錦賽男子77公斤級上，呂小軍以175公斤拿到抓舉金牌，挺舉三次試舉失敗沒有成績。
2016年4月17日，2016年全國男子舉重錦标賽暨裡約奧運會選拔賽在江山展開男子77公斤級比賽角逐，呂小軍以抓舉174公斤、挺舉207公斤以及總成績381公斤囊括三項冠軍。
2016年8月11日，裡約奧運會舉重男子77公斤級決賽，最終拿到抓舉破世界紀錄的177公斤，挺舉202公斤，總成績379公斤的成績，獲得冠軍。
2017年9月3日，在天津市濱海新區大港體育館進行的第十三屆全運會舉重男子77公斤級上，呂小軍以366公斤（抓舉170公斤、挺舉196公斤）獲得冠軍，個人首次獲得全運會冠軍。
2018年11月5日，2018年舉重世界錦标賽男子81公斤級别比賽中，呂小軍獲得總成績冠軍并打破了世界紀錄（374公斤）、抓舉亞軍（172公斤）和挺舉亞軍（202公斤）。
2019年9月22日，在泰國芭提雅舉行的2019年舉重世界錦标賽男子81公斤級比賽中，呂小軍最終以抓舉171公斤，挺舉207公斤，總該成績378公斤包攬三冠，同時創造了挺舉和總成績兩項新世界紀錄。
2020年10月23日，“錢江源國家公園杯”2020年全國男子舉重錦标賽暨東京奧運會模拟賽中，呂小軍以170公斤、201公斤、總成績371公斤斬獲抓舉銀牌以及挺舉和總成績兩枚金牌。
2021年4月21日，在烏茲别克斯坦首都塔什幹進行的舉重亞錦賽，呂小軍抓舉舉起174公斤、挺舉舉起199公斤，以總成績373公斤的成績獲得挺舉和總成績兩枚金牌。
2021年7月31日，呂小軍以抓舉170公斤，挺舉204公斤，總成績374公斤奪得東京奧運會舉重男子81公斤級冠軍，三項成績亦均創造了該項目的奧運會紀錄。
2021年9月22日，中華人民共和國第十四屆運動會舉重男子81公斤級決賽因傷退賽。
生涯數據
個人生活
2013年12月1日，呂小軍與同為舉重運動員，相戀十年的女友郭喜豔結婚。國際舉聯秘書長、中國舉重協會主席馬文廣，舉摔柔中心主任周進強，天津市體育局局長李克敏等出席婚禮。
2014年，呂小軍夫婦喜獲一女。
社會活動
2021年12月，呂小軍參加演唱的歌曲《我們北京見》正式發布。
獲獎記錄
人物評價
呂小軍天生力量就大。（教練吳琦望評）
呂小軍的舉重生涯坎坷曲折，但呂小軍有着不俗的實力和潛質，力量大，腿力、腰力都好。（網易評）
2009年到2013年，呂小軍在奧運會、世錦賽兩大賽先後9次奪冠，6次打破世界紀錄，大器晚成的呂小軍已經成為中國舉重史上劃時代的人物。（新浪評）
