Op de Olympische Zomerspelen van 2004 in Athene kwalificeerde Felgueiras zich opnieuw voor de 200 m vlinderwedstrijd door een FINA B-cut van 2:13,08 van het Europees Kampioenschap te overtreffen.
In Madrid. Ze daagde zeven andere zwemmers uit in dezelfde race als Sydney, waaronder de topfavoriet Éva Risztov uit Hongarije. Ze raced naar de zesde plaats met 0,54 van een seconde achter Risztov's teamgenoot Beatrix Boulsevicz, haar persoonlijke beste en starttijd van 2:13.08 evenaren. Felgueiras slaagde er niet in om door te gaan naar de halve finale, omdat ze in de voorrondes de twintigste plaats behaalde.