טימותי מאק קבע שיא אולימפי בקפיצה במוט (5.95 מ'), ובמדליית הכסף זכה טובי סטיבנסון. גם בקפיצה לרוחק דורגו שני אמריקאים במקומות הראשונים, דווייט פיליפס וג'ון מופיט. אדם נלסון זכה במדליית שנייה ברציפות בהדיפת כדור ברזל, ואולם 8 שנים לאחר המשחקים, נמצא כי הזוכה במדליית הזהב, האוקראיני יורי בילונוג, השתמש בחומרים אסורים, ומדליית הזהב הועברה לנלסון. אתלטים אמריקאים נוספים שזכו במדליות כללו את טרנס טראמל (מדליית כסף שנייה ברציפות בריצת 110 מטר משוכות), מב קפלזיגי (מדליית כסף בריצת מרתון), מאט המינגוויי (מדליית כסף בקפיצה לגובה) ובריאן קליי (מדליית כסף בקרב עשר).
הנשים זכו בשתי מדליות זהב. ג'ואנה הייז קבעה שיא אולימפי בריצת 100 מטר משוכות (12.37 שניות) ונבחרת השליחות ניצחה במרוץ ל-400X4 מטר. בשנת 2010 התברר כי אחת האצניות, קריסטל קוקס, השתמשה בחומרים אסורים, ומדליית הזהב נשללה מהנבחרת כולה, ואולם ב-2013 ביטל הוועד האולימפי הבינלאומי את החלטתו, והשיב לשאר האצניות את המדליות. לורין ויליאמס זכתה במדליית כסף בריצת 100 מטר, אליסון פליקס זכתה במדליית כסף בריצת 200 מטר, מליסה מוריסון זכתה במדליית ארד שנייה ברציפות בריצת 100 מטר משוכות ודינה קסטור זכתה במדליית ארד בריצת מרתון. נבחרת השליחות ל-100X4 מטר העפילה לשלב הגמר, אך נפסלה.
התעמלות.
בהתעמלות, זכו האמריקאים בתשע מדליות, מהן שתי מדליות זהב. פול האם זכה במדליית זהב בקרב-רב ובמדליות כסף בתרגיל המקבילים ועם הנבחרת האמריקאית בתחרות הקבוצתית. זכייתו של האם במדליית הזהב לוותה בשערוריית שיפוט. אחד האלמנטים בתרגיל המקבילים של זוכה מדליית הארד, הדרום קוריאני יאנג טאי-יונג, נרשם בטעות כתרגיל פשוט יותר. לפיכך ציונו ההתחלתי היה 9.9 במקום 10, ובסופו של דבר קיבל את הציון 9.712. לו היה הציון ההתחלתי שלו 10, היה מסיים בציון 9.812, וזוכה במדליית הזהב במקום האם. הוועד האולימפי הקוריאני ערער על התוצאות, ואף שההתאחדות הבינלאומית להתעמלות קבעה שיש צדק בדברים והשעתה שלושה מהשופטים, היא פסקה כי מאוחר מדי כדי לשנות את התוצאות. הוועד האולימפי הבינלאומי סירב להתערב בהחלטת ההתאחדות, מאחר שאין מדובר בטעות מכוונת. ההתאחדות האמריקנית מצדה, סירבה להצעה שהאם יעניק ליאנג את מדליית הזהב שלו מרצונו. בהמשך, דחה גם בית הדין לבוררות בספורט את ערעור הקוריאנים.
קרלי פטרסון זכתה אף היא במדליית זהב בקרב-רב, וכן זכתה במדליות כסף בתרגיל הקורה ובתחרות הקבוצתית. כמה משותפותיה לתחרות הקבוצתית זכו אף הן במדליות - אניה האץ' זכתה במדליית כסף בתרגיל על סוס הקפיצות, ובתרגיל המקבילים המדורגים זכתה טרין האמפרי במדליית הכסף וקורטני קופטס במדליית הארד.
ענפי כדור קבוצתיים.
גם באולימפיאדת אתונה התבססה נבחרת ארצות הברית על שחקני NBA: למאר אודום, אמקה אוקפור, אלן אייברסון, כרמלו אנתוני, קרלוס בוזר, לברון ג'יימס, ריצ'רד ג'פרסון, טים דאנקן, דוויין וייד, סטפון מרבורי, שון מריון ואמארה סטודמאייר. הנבחרת הופתעה כבר במשחק הפתיחה, כשהובסה בידי נבחרת פוארטו ריקו 92-73, שהיה ההפסד השלישי בתולדות הנבחרת במשחקים האולימפיים (והראשון בעידן ה-NBA), והתבוסה הגדולה מכולן. בהמשך שלב הבתים הפסידה גם לנבחרת ליטא, ודורגה במקום הרביעי בבית. בשלב רבע הגמר התאוששה בניצחון על נבחרת ספרד, אך בחצי הגמר הודחה בידי נבחרת ארגנטינה, כשהפסידה 81–89. במשחק על המקום השלישי גברה על נבחרת ליטא 96–104.
נבחרת הנשים, לעומת זאת, זכתה בתואר בפעם החמישית והשלישית ברציפות. בשלב הבתים הביסה הנבחרת את יריבותיה בתוצאה הממוצעת 57–86 (כולל ניצחון 47–99 על נבחרת ניו זילנד. בחצי הגמר ניצחה את נבחרת רוסיה 62-66 ובשלב הגמר גברה על אוסטרליה 63–74. עם שחקניות הנבחרת נמנו סו בירד, יולנדה גריפית', ליסה לסלי, שריל סוופס, דון סטיילי, קייטי סמית', טמיקה קאצ'ינגס, טינה תומפסון, דיאנה טוראסי ואחרות.
נבחרת הנשים בכדורגל שבה וזכתה במדליית הזהב, לאחר שגברה בחצי הגמר על גרמניה ובמשחק הגמר על ברזיל. שני המשחקים הסתיימו, לאחר הארכה, בתוצאה 1–2. אבי וומבאך הבקיעה ארבעה שערים לזכות הנבחרת, כולל שער הניצחון במשחק הגמר. נבחרת הסופטבול שמרה אף היא על תוארה, לאחר שגברה על נבחרת אוסטרליה. נבחרת הנשים בכדורמים זכתה במדליית הארד, לאחר שהפסידה בחצי הגמר לנבחרת איטליה וגברה על נבחרת אוסטרליה במשחק על המקום השלישי. נבחרת הנשים בכדורעף סיימה במקום החמישי, לאחר שהודחה בשלב רבע הגמר בידי נבחרת ברזיל. נבחרת הגברים בכדורעף סיימה במקום הרביעי, לאחר שהפסידה בחצי הגמר לנבחרת ברזיל ובמשחק על מדליית הארד לנבחרת רוסיה. נבחרת הגברים בכדורמים סיימה במקום השביעי. אף שארצות הברית היא מולדת הבייסבול, נבחרתה, שהייתה גם האלופה האולימפית בסידני, נעדרה מהמשחקים לאחר שהודחה במפתיע בידי נבחרת מקסיקו בשלב המוקדמות למשחקים.
ענפים אחרים.
הקלעית קים רוד החזירה לעצמה את התואר האולימפי בירי בצלחות חרס. קלע נוסף, מתיו אימונס, זכה אף הוא במדליית זהב, בירי מ-50 מטר בשכיבה. שישה מתאבקים זכו במדליות, אך רק אחד מהם, קייל סנדרסון, זכה במדליית זהב. רולון גארדנר לא הצליח לשחזר את הישגו מסידני, נכנע בחצי הגמר לקזחי גרגורי צורצומייה וזכה במדליית ארד לאחר ניצחון על האיראני סאג'אד בארזי. נבחרת הרכיבה זכתה במדליית הזהב בתחרות הקפיצות, ואחד החברים בה, כריס קאפלר, זכה במדליית הכסף בתחרות הקפיצות ליחידים. בתחרות הכללית, זכתה הנבחרת האמריקאית במדליית הארד, וקימברלי סוורסון, שהייתה חברה בה, זכתה במדליית הכסף בתחרות ליחידים. לוחם הטאקוונדו סטיבן לופז עבר מקטגוריית משקל של עד 68 ק"ג לקטגוריית משקל של עד 80 ק"ג וזכה במדליית זהב שנייה ברציפות. השייטים הוותיקים קווין ברנהאם ופול פורסטר זכו במדליית זהב בדגם 470. ברנהאם בן ה-48 היה האלוף האולימפי המבוגר ביותר באתונה. הסייפת מריאל זגוניס הייתה לאמריקנית הראשונה שזוכה במדליית זהב בסיף מזה 100 שנה. במדליות זהב נוספות זכו שמיניית החותרים, המתאגרף אנדרה וורד וכדורעפניות החופים קרי וולש ומיסטי מיי-טרינור. השחייניות הצורניות אליסון ברטוסיק ואנה קוזלובה זכו בשתי מדליות ארד, במקצה הזוגות ובמקצה הקבוצתי. הג'ודוקא ג'ימי פדרו זכה במדליית ארד, שמונה שנים אחרי שעשה זאת באטלנטה, וסוזאן ויליאמס, שזכתה במדליית ארד בטריאתלון הייתה לאמריקאית הראשונה שזוכה במדליה אולימפית בענף. רוכב האופניים טיילר המילטון זכה במדליית הזהב במרוץ אופני כביש נגד השעון, אך היא נשללה ממנו ב-2012, לאחר שנמצא כי נטל חומרים אסורים. בעקבות זאת, הוענקה לרוכב אמריקני אחר, בובי ג'וליץ', מדליית כסף, לאחר שבתחילה הוענקה לו מדליית ארד.
הטניסאי מארדי פיש זכה במדליית כסף, לאחר שגבר בחצי הגמר על הצ'יליאני פרננדו גונסאלס והפסיד במשחק הגמר לצ'יליאני אחר, ניקולאס מאסו. טיילור דנט סיים במקום הרביעי, לאחר שהפסיד למאסו בחצי הגמר ולגונסאלס במשחק על מדליית הארד. הטניסאי האמריקאי הבכיר, אנדי רודיק, שהגיע לטורניר כמדורג שני, הודח כבר בסיבוב השלישי, לאחר שהפסיד אף הוא לפרננדו גונסאלס. הצמד הצ'יליאני היה החתול השחור של האמריקאים גם בטורניר הזוגות, כשהדיח את האחים בוב ומייק בריאן, שהיו מדורגים ראשונים, בשלב רבע הגמר. ונוס ויליאמס לא הצליחה לשמור על תוארה, והודחה כבר בסיבוב השלישי, בידי הצרפתייה מארי פירס. בטורניר הזוגות העפילו מרטינה נברטילובה וליסה ריימונד לשלב רבע הגמר, בו הודחו בידי היפניות שינובו אסגואה ואי סוגיאמה.
אולימפיאדת בייג'ינג (2008).
באולימפיאדת בייג'ינג (2008) השתתפו 596 ספורטאים אמריקאים. הם זכו ב-112 מדליות, מהן 36 מדליות זהב. אף שהמשלחת הסינית זכתה במספר מדליות נמוך יותר (100), היא צברה מספר רב יותר של מדליות זהב (51), ולכן ניצבה בראש טבלת המדליות, ודחקה את ארצות הברית למקום השני, לראשונה מזה 16 שנה.
שחייה.
בשחייה זכו האמריקאים ב-31 מדליות, מהן 12 מדליות זהב.