2001 gewann Sun Fuming beim Turnier in Qingdao und bei den Ostasienmeisterschaften in der Offenen Klasse, im Dezember siegte sie in Fukuoka. 2002 nahm sie an den Asienspielen in Busan teil und siegte im Schwergewicht, während in der Offenen Klasse ihre Landsfrau Tong Wen siegte. Bei den Judo-Weltmeisterschaften 2003 in Ōsaka gewann Sun Fuming im Schwergewicht ihren einzigen Weltmeistertitel, Tong Wen siegte auch hier in der Offenen Klasse. Im August 2004 nahm Sun Fuming an den Olympischen Spielen in Athen teil. Nach zwei schnellen Siegen durch Ippon in den ersten beiden Kämpfen unterlag sie im Kampf um den Finaleinzug gegen die Kubanerin Daima Beltrán. Sun Fuming konnte sich aber durch einen Sieg über die Ukrainerin Maryna Prokofiewa die Bronzemedaille sichern.