Después de siete años fuera de la natación competitiva, Torres comenzó a entrenar para un regreso olímpico en 1999 bajo la guía del entrenador Richard Quick. Ganó cinco medallas en los Juegos Olímpicos de verano de 2000 en Sydney, pero guardó su mejor para dos de los principales eventos de relevo del equipo femenino olímpico de los Estados Unidos. Nadó la segunda etapa para el equipo femenino ganador de los Estados Unidos en la final del relevo de estilo libre de 4 × 100 metros que incluía a Amy Van Dyken, Courtney Shealy y Jenny Thompson. Torres ganó una segunda medalla de oro por anclar al equipo ganador de los Estados Unidos en el relevo medley de 4 × 100 metros, junto con sus compañeros de equipo B.J. Bedford, Megan Quann y Jenny Thompson en la final. Individualmente, Torres también ganó medallas de bronce <unk> sus primeras medallas olímpicas en eventos individuales <unk> en cada uno de los 50 metros estilo libre
, los 100 metros mariposa y los 100 metros estilo libre, empatando a su compañera de equipo y rival Jenny Thompson por el tercer lugar en el último evento. A los 33 años, Torres se convirtió en la mujer más vieja en ganar una medalla olímpica en natación. Fue la miembro más vieja del equipo de natación olímpico de los Estados Unidos, pero ganó más medallas (cinco) que cualquier otro miembro del equipo de los Estados Unidos.