菲爾普斯在15岁时在2000年雪梨奧運成为68年来美国最年轻的参加奥运会的男子游泳运动员。虽然他没有赢得金牌，但他已经开始在游泳界成名。悉尼奥运会的五个月之后，菲尔普斯在他15岁零9个月时打破了200公尺蝶泳的世界纪录，成为打破游泳世界纪录的最年轻的运动员。隔年，16歲時在2001年世界游泳錦標賽又刷新了他自己保持200公尺蝶式的世界纪录（1分54秒58）。