Olympiatuli sytytettiin Antiikin Olympiassa 25. maaliskuuta 2004. Sytytyksen jälkeen ensimmäinen soihdunkantaja oli Kreikan Konstadinos Gatsioudis ja ensimmäinen soihdunkantaja Kreikan osuudella, joka päättyi Panathinaikon stadionille 31. maaliskuuta 2004. Ensimmäistä kertaa olympiatuli kiersi matkallaan maailman ennen paluutaan Kreikkaan. Maailmankiertue käynnistyi 4. kesäkuuta. Tuli kävi kaikissa olympiakaupungeissa ja ensimmäistä kertaa jokaisessa asutussa maanosassa, joista Etelä-Amerikka ja Afrikka olivat mukana reitillä ensimmäistä kertaa. Kaikkiaan matkaa tulelle kertyi 78 000 kilometriä, ja soihtua kuljetti noin 11 000 kantajaa.