利米兰站世界杯的男子个人25米手枪小项取得冠军，是中国射击队历史以来第一面手枪的锦标。两个月后的德国世界盃总决赛，他得到男子个人手枪小项的亚军。2004年的亚洲锦标赛，刘国辉连续夺得三个冠军。翌年的世界杯，他与张鹏辉瓜分男子个人25米步枪小项的冠军与亚军。2006年7月，他在克罗地亚的世界锦标赛中，他以575环赢得男子个人25米手枪小项的金牌。12月，他参与多哈亚运，在多哈中，他分别在男子团体25米手枪小项与刘忠生和张鹏辉以1738环摘下金牌和男子个人25米手枪小项的第三位，但由于亚运中规定同一国家不可