2004年，陈颖又赢得了在雅典进行的世界射击赛中的女子个人25米手枪小项金牌，成绩为694.9环。随后8月的雅典奥运，她在女子个人10米气手枪小项最终得第4位。次年，她在5月时的美国站世界杯中以0.1环之差夺得女子个人25米手枪小项的冠军，并取得了北京奥运射击项目的参与资格。同年8月在德国的总决赛中，她得到女子个人25米手枪小项第一，并在年底仅次杜丽，成为年度最佳女子射击运动员的第二位。2006年，陈在克罗地亚的世界锦标赛以总成绩792.8环赢得女子个人25米手枪小项的金牌。同时，她又与胡军和费逢吉