5. března 2001 byl Chabibulin vyměněn do Tampy Bay Lightning za Mika Johnsona, Paula Maru, Ruslana Zajnulina a výběr v druhém kole draftu 2001, ve kterém si Phoenix vybral Matthewa Spillera. Jako nová jednička týmu Lightning pomohl společně se superhvězdami Vincentem Lecavalierem, Bradem Richardsem a Martinem St. Louisem dovést tým do playoff v roce 2003 (poprvé od roku 1996) a v roce 2004 vyhráli poprvé v historii Tampy Bay – Stanley Cup. V tehdejším playoff vychytal pět čistých kont ve 23 zápasech a v prvním kole playoff proti New Yorku Islanders vyrovnal rekord NHL v počtu 3 čistých kont v jednom kole. Na rozdíl od Phoenixu mohl v Tampě Bay Chabibulin během sezóny šetřit síly díky kvalitnímu náhradníkovi Johnu Grahamovi.