Bei den Schwimmweltmeisterschaften 2001 im japanischen Fukuoka gewann van den Hoogenband vier Silbermedaillen über 50 m, 100 m und 200 m-Freistil sowie mit der 4×100 m Freistilstaffel. Bei den Olympischen Sommerspielen 2004 in Athen gewann er Gold über 100 m Freistil sowie Silber über 200 m Freistil und mit der niederländischen 4×100 m Staffel. Bei den Schwimmeuropameisterschaften 2006 in Budapest folgten eine Goldmedaille über 200 m Freistil und die Bronzemedaille über 100 m Freistil.