被郭跃淘汰，她的低迷表现一度让外界对其能否取得北京奥运会参赛资格产生质疑。幸而张怡宁及时恢复了巅峰状态，于2007年下半年强势反弹。最终与王楠、郭跃携手征战北京奥运会。2008年8月8日，张怡宁在北京奥运会开幕式上代表运动员宣誓。8月17日，张怡宁与王楠、郭跃组成的中国女队于女团决赛中3：0横扫新加坡队，夺得第一届奥运会女子乒乓球团体比赛冠军。张怡宁在第二局中击败李佳薇，第三局与郭跃合作击败王越古/李佳薇组合，为中国队锁定了胜局。8月22日，张怡宁于决赛中4：1击败王楠，成为继邓亚萍之后第二位蝉联奥运会