A les Olimpíades d'estiu de 2004 a Atenes, va guanyar la medalla d'or als 100 metres d'estil lliure.
i dues medalles de plata en els 200 m d'estil lliure i el releu 4 × 100 m d'estil lliure, nadant la cama de l'àncora en 46.79 que va ser el 2n split més ràpid de la història. En acabar per davant de Michael Phelps tant en els 200 m d'estil lliure com en els 4×100 m d'estil lliure, és l'únic nadador que ha vençut a Phelps dues vegades en competició olímpica. Mentre que tècnicament el segon era un releu, la seva divisió era més ràpida per un gran marge, i el marge de batre a l'equip dels EUA per un molt més petit.