1981年，7岁的熊倪开始练跳水，1982年进省队。 1986年熊倪参加全国跳水冠军赛夺得四项冠军，随即被选入中国国家跳水队。1988年汉城奥运会上因裁判之故只获得银牌。 1992年参加巴塞罗那奥运会获得铜牌。 1996年获第26届亚特兰大奥运会三米跳板金牌，成为中国第一位奥运会男子三米跳板跳水金牌的获得者。 1997年八运会夺冠，同年退役，任过湖南省体工队副大队长。1998年5月复出。2000年，参加悉尼奥运会获得男子3米板单人和双人的冠军。2001年全国九运会后，熊倪正式退役。

2003年，熊倪亲自授牌在衡阳成立了熊倪跳水学校。2004年，熊倪担任湖南体育职业学院院长，同年雅典担任了中央台的解说顾问。2006年，熊倪入选国际游泳名人堂。2007年1月17日，熊倪担任湖南省体育局副局长、党组副书记；2015年1月10日，熊倪当选湖南省体育科学学会理事长。2019年，熊倪入选湖南“最美奋斗者”20名推荐人选之一。2020年1月7日，熊倪当选为湖南省足球协会第五届委员会主席。2021年12月27日，任湖南省体育局党组书记，正厅级。