教练组在最后因其有较佳的外战成绩，曾经战胜过多位各国夺冠热门，于是在参赛名单公布前一天将其选入。在2000年9月举办的雪梨奥运会羽毛球比赛男子单打项目中，吉新鹏在首轮及次轮分别战胜香港的吴蔚及美国的韩奇。晋级八强后，吉新鹏遭遇世界排名第一的印尼选手陶菲克，吉新鹏最终以直落二（15-12、15-5）轻取对手。在准决赛中，吉新鹏以2比1（15-9、1-15、15-9）战胜丹麦的彼得·盖德，以黑马之姿闯入决赛。决赛时，吉新鹏面对另一位印尼选手叶诚万，最终以直落二（15-4、15-13）击败对手，夺得中国羽毛球