После неудачи сборной Китая на Олимпиаде-2000 в Сиднее её возглавил новый главный тренер Чэнь Чжунхэ и значительно изменил состав национальной команды, включив в неё целую группу молодых игроков. В их числе оказалась и Лю Яньань. В своём дебютном сезоне она стала серебряным призёром Гран-при и победителем чемпионата Азии и Всемирного Кубка чемпионов. Следующий год принёс волейболистке «золото» Азиатских игр, а в 2003 в составе сборной она стала чемпионкой сразу трёх турниров — Гран-при, чемпионата Азии и Кубка мира.