בהופעת הבכורה של בלארוס כמדינה עצמאית במשחקי הקיץ, באולימפיאדת אטלנטה, צברו 159 הספורטאים הבלארוסים 15 מדליות. רק אחת מהן הייתה מדליית זהב, בה זכתה החותרת יקטרינה קרסטן. המתעמל ויטלי שרבו, שזכה ב-6 מדליות זהב באולימפיאדת ברצלונה (1992), בה התחרה במסגרת המשלחת המאוחדת, הסתפק הפעם ב-4 מדליות ארד, בתרגילי הקרב-רב, המקבילים, מתח וסוס הקפיצות. ארבעה מתאבקים בלארוסים זכו במדליות: אלכסנדר פבלוב, סרגיי לישטוואן ואלכסיי מדוודב זכו במדליות כסף, וואלרי צילנט זכה במדליית ארד. הקלע איגור בסינסקי זכה במדליית כסף בירי באקדח, ושמיניית החותרות זכו במדליית ארד.
האתלטים הבלארוסים זכו בארבע מדליות. בזריקת דיסקוס, זכה ולדימיר דוברובשצ'יק במדליית כסף, ובמדליית הארד זכה וסילי קפטיוך. בתחרות המקבילה לנשים זכתה אלינה זוורבה במדליית ארד. במדליה הרביעית, מדליית כסף, זכתה נטליה סזנוביץ', בקרב שבע. אתלטים בלארוסים נוספים שבלטו באטלנטה כללו את ויקטור גינקו (מקום חמישי בהליכה ל-50 ק"מ), אדוארד המליינן (מקום חמישי בקרב עשר), דמיטרי מרקוב (מקום שישי בקפיצה במוט), אולגה קרדופולצבה (מקום שישי בהליכה ל-10 ק"מ), איגור אסטפקוביץ' (מקום שביעי ביידוי פטיש), סרגיי אליי (מקום שמיני ביידוי פטיש) וולנטינה ציובולסקאיה (מקום שמיני בהליכה ל-10 ק"מ).
אולימפיאדת סידני (2000).
לאולימפיאדת סידני (2000) שלחה בלארוס משלחת בת 139 ספורטאים, שזכו ב-17 מדליות, מהן 3 מדליות זהב.
האתלטים זכו בחמש מהמדליות, ובשתי ממדליות הזהב: יאנינה קארולצ'יק בהדיפת כדור ברזל ואלינה זוורבה בזריקת דיסקוס. זורקת דיסקוס נוספת, אירינה יאצ'נקו, זכתה במדליית ארד, והישג דומה רשמו נטליה סנזוביץ' בקרב שבע ואיגור אסטפקוביץ' ביידוי פטיש. אתלטים בולטים נוספים כללו את איוואן ציחאן (מקום רביעי ביידוי פטיש), וסילי קפטיוך (מקום רביעי בזריקת דיסקוס), ליודמילה גובקינה (מקום שישי ביידוי פטיש) וולדימיר דוברובשצ'יק (מקום שביעי בזריקת דיסקוס). על השתתפותה של נבחרת האתלטיקה הבלארוסית במשחקים העיב מיידה הפטיש ואדים דוויאטובסקי, לאחר שהתברר כי נטל חומרים אסורים, הודח מהתחרויות והושעה לשנתיים.
במדליית הזהב השלישית זכתה החותרת יקטרינה קרסטן, ששחזרה את הישגה מאטלנטה, בניצחון שהושג בפער של מאית השנייה. נבחרת ההתעמלות האומנותית זכתה במדליית כסף, וכך גם יוליה רסקינה, בתחרות היחידות. הקלע איגור בסינסקי זכה במדליית כסף שנייה ברציפות בירי באקדח, וכן זכה במדליית ארד בירי באקדח אוויר. שני קלעים נוספים זכו במדליות ארד, סרגיי מרטינוב בירי מ-50 מטר בשכיבה ולליטה יאוגלאוסקאיה בירי באקדח. במדליות ארד נוספות זכו מרימי המשקולות גנאדי אולשצ'וק וסרגיי לברנוב, הג'ודוקא אנטולי לריוקוב, המתאבק דמיטרי דבלקה, וכן פאבל דובגל בקרב חמש מודרני.
אולימפיאדת אתונה (2004).
המשלחת הבלארוסית לאולימפיאדת אתונה (2004) גדלה ל-151 ספורטאים, שזכו ב-13 מדליות. שניים מהזוכים זכו במדליית זהב: הג'ודוקא איהר מקראו היה לגבר הראשון שזוכה במדליית זהב אולימפית לזכות בלארוס, והאתלטית יוליה נסטסיארנקה ניצחה בריצת 100 מטר. שני אתלטים נוספים זכו במדליות, איוואן ציחאן במדליית כסף ביידוי פטיש ואירינה יצ'נקו במדליית ארד בזריקת דיסקוס, ואולם 8 שנים לאחר המשחקים, בשנת 2012, הורה הוועד האולימפי הבינלאומי לשלול מהם את המדליות שהוענקו להם, בעקבות בדיקות סמים עדכניות שנערכו. אתלטים בלארוסים נוספים שבלטו באתונה כללו את נדזיה אסטפצ'וק (מקום רביעי בהדיפת כדור ברזל), ואדים דביאטובסקי (מקום רביעי ביידוי פטיש), ריטה טוראבה (מקום רביעי בהליכה ל-20 ק"מ), נטליה חראנקה (מקום חמישי בהדיפת כדור ברזל), אנדריי מיכנביץ' (מקום חמישי בהדיפת כדור ברזל), נבחרת השליחות ל-100X4 מטר (מקום חמישי), וסילי קפטיוך (מקום רביעי בזריקת דיסקוס), וולגה צאנדר (מקום שישי ביידוי פטיש) ויורי ביאלו (מקום שישי בהדיפת כדור ברזל).
מרימות המשקולות חנה בציושקה וטטיאנה סטוקלבה זכו במדליות כסף וארד, ומרימת משקולות נוספת, נסטסיה נוביקבה, סיימה במקום החמישי. בקרב הגברים, זכה אנדריי ריאבקו במדליית כסף, וויטלי דזרביאניו סיים במקום הרביעי. באיגרוף, זכו שני בלארוסים במדליות כסף, ויקטור זוייב ומגומד אריפגדג'ייב. החותרת יקטרינה קרסטן לא הצליחה לזכות בתואר האולימפי בפעם השלישית, והסתפקה במדליית כסף. החותרות יוליה ביצ'יק ונטליה גלאך זכו במדליית ארד. הקיאקיסטים ואדזים מחנאו ורומן פיאטרושנקה זכו במדליית ארד במקצה הזוגות ל-500 מטר, וגם דורגו במקום השישי במקצה הרביעיות ל-1,000 מטר. חותר הקאנו אלכסנדר ז'וקוסקי סיים במקום הרביעי במקצה ל-500 מטר. רוכבת האופניים נטליה צילינסקאיה זכתה במדליית ארד במרוץ נגד השעון וסיימה במקום החמישי במרוץ הספרינט. בהיאבקות, זכה ויאצ'יסלב מקרנקה במדליית ארד, מוראד גאידרוב סיים במקום השישי וסרגיי בורצ'נקה סיים במקום השביעי. המתאבקת וולגה חילקו סיימה במקום השישי. ענף נוסף בו זכה ספורטאי בלארוסי במדליה היה הקליעה, לאחר שסרגיי מרטינוב זכה במדליית ארד שנייה ברציפות בירי בשכיבה.
ספורטאים בלארוסים נוספים שרשמו הישגים בענפים אחרים כללו את המתעמל איוואן איוונקוב (מקום רביעי בתרגיל המקבילים), המתעמל דמיטרי פוליארוש (מקום רביעי בטרמפולינה), הסייף דמיטרי לפקס (מקום רביעי בחרב), נבחרת ההתעמלות האומנותית (מקום רביעי), דמיטרי מליאך (מקום חמישי בקרב חמש מודרני), השחיינית אלנה פופצ'נקה (מקום שביעי במשחה ל-100 מטר פרפר ומקום שמיני במשחה ל-100 מטר חופשי) והמתעמלת האומנותית אינה ז'וקובה (מקום שביעי).
אולימפיאדת בייג'ינג (2008).
מספר שיא של 181 ספורטאים בלארוסים נטלו חלק באולימפיאדת בייג'ינג (2008), והם גם רשמו את ההישג הטוב ביותר בתולדות המדינה - 13 מדליות, מהן 3 מדליות זהב.
שתיים ממדליות הזהב הושגו בענף הקאנו/קיאק. האחים אלכסנדר ואנדריי בגדנוביץ' זכו במדליית זהב במקצה הקאנו לזוגות ל-1,000 מטר, ובמדליית הזהב השנייה זכתה רביעיית הקיאקיסטים במקצה ל-1,000 מטר. הקיאקיסטים מחנאו ופיאטרושקה, שהיו שותפים לזכייה זו, זכו במדליית ארד שנייה ברציפות במקצה הזוגות ל-500 מטר. חותר קאנו נוסף, אלכסנדר ז'וקובסקי, סיים במקום החמישי הן במקצה ל-500 מטר והן במקצה ל-1,000 מטר.
האתלטים הגברים זכו במספר מדליות: אנדריי קראוצ'נקה זכה במדליית כסף בקרב עשר, ואדים דביאטובסקי זכה במדליית כסף ביידוי פטיש, ואיוואן ציחאן זכה במדליית ארד באותה תחרות. גם על משחקים אלה העיבה פרשה של נטילת חומרים אסורים. אקסנה מיאנקובה קבעה שיא אולימפי ביידוי פטיש (76.34 מ') אך ב-2016 נשללה ממנה המדליה בשל הרשעה באימרוץ. בהדיפת כדור ברזל, זכתה נטליה מיכנביץ' במדליית הכסף ונדזיה אסטפצ'וק במדליית הארד. שתי מדליות אלו נשללו מהן ב-2016 לאחר הרשעה באימרוץ. בעקבות בדיקה שנערכה לדוויאטובסקי ולציחאן, בהן נמצאו כמויות בלתי רגילות של טסטוסטרון, שלל מהם הוועד האולימפי הבינלאומי את המדליות. ציחאן הושעה לשנתיים וכן מאולימפיאדת לונדון (2012), ואילו דוויאטובסקי, שהייתה זו הרשעתו השנייה, הושעה לצמיתות. בשנת 2010 ביטל בית הדין לבוררות בספורט את שתי ההרשעות, בשל תקלה שהתגלתה במעבדה הסינית בה נבדקו הדגימות, והמדליות הושבו להם. אתלט אחר, אנדריי מיכנביץ', שבדומה לאשתו נטליה זכה במדליית כסף בהדיפת כדור ברזל, נפסל אף הוא בשל שימוש בחומרים אסורים, ופסילתו נותרה בתוקף. אתלטים בלארוסים נוספים שבלטו בבייג'ינג כללו את נבחרת השליחות ב-400X4 מטר (מקום רביעי), אלינה זוורבה (מקום שישי בזריקת דיסקוס) ואולדזימיר קאזלו (מקום שמיני בהטלת כידון).
מרים המשקולות אנדריי אראמנאו זכה במדליית זהב, עם שיא עולם חדש בקטגוריית המשקל של עד 105 ק"ג - 436 ק"ג. גם אנדריי ריאבקו, שהתחרה בקטגוריית המשקל של עד 85 ק"ג שבר את שיא העולם, 394 ק"ג, ואולם הסיני לו יונג, שהרים את אותו משקל דורג לפניו בשל מקבץ תוצאות טוב יותר, וריאבקו זכה במדליית כסף שנייה ברציפות, מדליה זו נשללה ממנו ב-2016 לאחר שהורשע באימרוץ. בתחרויות הנשים, זכתה נסטסיה נוביקבה במדליית ארד ואירנה קולשה סיימה במקום הרביעי, אך שתיהן נפסלו ב-2016 בשל הרשעה באימרוץ.
המתעמלת האומנותית אינה ז'וקובה זכתה במדליית כסף, ונבחרת ההתעמלות האומנותית זכתה במדליית ארד. החותרת יקטרינה קרסטן זכתה במדליה אולימפית חמישית ברציפות, מדליית ארד, וגם צמד החותרות ביצ'יק וגלאך זכה במדליית ארד. שני מתאבקים זכו אף הם במדליות ארד, מוראד גאידראו ומיכאיל סיאמיונאו. ב-2016 שודרגה המדליה של גאידראו לכסף לאחר פסילת מתאבק אוזבקי בשל הרשעה באימרוץ. מתאבק נוסף, אלג מיכלוביץ', דורג חמישי.
ספורטאים בלארוסים נוספים שבלטו בבייג'ינג כללו את: אנסטסיה סמוסביץ' (מקום רביעי בקרב חמש מודרני), הקלעית ויקטוריה צ'איקה (מקום רביעי באקדח אוויר), רוכב האופניים וסיל קיריינקה (מקום חמישי באומניום), נבחרת הסייפים בחרב (מקום חמישי), רוכבת האופניים נטליה צילינסקאיה (מקום שישי בספרינט), המתעמל דמיטרי קספיארוביץ' (מקום שישי בקפיצות), השחיינית אלכסנדרה גרסימניה (מקום שמיני במשחה ל-50 מטר חופשי) והקלע סרגיי מרטינוב (מקום שמיני בירי בשכיבה).
לראשונה השתתפה במשחקים נבחרת בלארוסית בענפי הכדור, נבחרת הנשים בכדורסל, שסיימה במקום השישי. שחקנית הנבחרת ילנה לאוצ'נקה קלטה במהלך הטורניר 10 כדורים חוזרים בממוצע למשחק, יותר מכל שחקנית אחרת, וקלעה 13.8 נקודות בממוצע למשחק.
אולימפיאדת לונדון (2012).