队内选拔生死战中，战胜卫冕冠军组合阎森/王励勤组合，艰难地获得了男子双打比赛的最后一个名额。在该届赛事的决赛中，他们的对手是香港的高礼泽/李静组合。最终，马琳/陈玘组合以4:2取胜，为中国摘下第16面的金牌，首次参加奥运会就赢得了雅典奥运的男子双打项目的金牌。2005年，陈玘于十运会中为江苏队赢得了男子团体赛金牌。2008年，由于北京奥运会的乒乓球双打比赛被团体比赛所取代，而陈玘的国际单打排名位居马琳、王皓、王励勤之后，只能担任中国乒乓球男子团体的替补队员，错失第二次参加奥运会的机会。2009年