После сиднейской Олимпиады Сергей Дымченко остался действующим спортсменом ещё на один олимпийский цикл и продолжил принимать участие в крупнейших международных стартах. Так, в 2001 году он стал восьмым на чемпионате мира в помещении в Лиссабоне (2,25), поучаствовал в чемпионате мира в Эдмонтоне (2,25).