Tochenaya három úszóversenyen vett részt a 2000 Sydney-i nyári olimpián. A FINA A-szabványt elérte 27.16 (50 m szabadúszás) és 58.83 (100 m szabadúszás) az orosz nyílt bajnokságon Szentpétervárban. A játékok ötödik napján Tochenaya két versenyen úszott, és mindössze 90 perces volt a különbség. Először a 43. helyen végzett a 100 méteres szabad stílusban. Második versenyen úszva, a csapat mögülről látványos úszással jött, hogy 58.80-ban vegye fel a hatodik vetítőt, ami elegendő a személyes rekordjához. Több mint egy órával később Tochenaya, Nataliya Korabelnikova, Anna Korshikova és Anjelika Solovieva együtt tizennédik lett a 4×200 méter szabad stílusú stafétában (8:41.21). Két nappal később, a 50 méteres szabad stílusban
, Tochenaya és a dél-koreai Chang Hee-Jin a negyvenegyedik helyet osztották meg a reggeli elővizsgákon. Kiváló idővel és 26,88-as személyes rekordjával a negyedik melegben vezetett.