马琳和陈杞合作获得男双冠军。2008年北京奥运会，由马琳、王励勤和王皓三人组成的中国男子乒乓球队，于男子团体决赛中以3:0横扫德国队，夺得冠军。2008年8月22日，在北京奥运男子乒乓球单打赛上，马琳以局数4比0击败韩国选手吴尚垠，进入四强，跟王励勤对赛。2008年8月23日，在北京奥运男子乒乓球单打准决赛上，马琳以局数4比2击败队友王励勤，进入决赛，以4比1战胜王皓获得金牌，成为历史上唯一一位在所有的奥运项目上（团体，单打和双打）都获得金牌的男选手。2009年5月，马琳参加第50届世乒赛，