Para os Jogos de Atlanta, em 1996, Helena era esperada por muitos como uma das maiores esperanças de medalhas para o país. Contudo, ao encerrar em 13º lugar o Campeonato Nacional Americano, uma fratura na tíbia direita fora diagnosticada. Esta lesão a impediu de participar do Pré-Olímpico. Todavia, suas notas no Campeonato Nacional a permitiram participar das Olimpíadas “em casa”. Durante as disputas, ainda que lesionada, Dominique contribuiu para a conquista da medalha de ouro por equipes, ao lado das compatriotas Shannon Miller, Jaycie Phelps, Amy Chow, Amanda Borden, Dominique Dawes e Kerri Strug. Mais tarde, participando do concurso geral no lugar da machucada Kerri Strug, Dominique finalizou a última rotação na nona colocação. Nas outras duas finais – trave e solo – também não levou medalhas, por cometer falhas graves durante as execuções dos exercícios – como a queda da trave de quilíbrio. Após o encerramento dos Jogos e da turnê gímnica que envolveu cem cidade, Helena retirou-se dos cuidados dos Károlyis e passou a treinar no Moceanu Gymnastics, o ginásio construído por sua família. No ano seguinte, fora da forma dos Jogos, a atleta encerrou sua participação no Campeonato Nacional na nona colocação. No evento internacional do Campeonato Mundial de Lausanne, junto a uma nova equipe, Moceanu foi escolhida a capitã. As norte-americanas, no entanto, não conseguiram medalhas, nem por equipe, nem individuais. Em 1998, de volta à forma, agora sob os cuidados de Luminita Miscenco, Dominique desenvolveu uma técnica mais limpa e elegante. Eleita integrante da equipe norte-americana, a ginasta disputou os Jogos da Amizade e tornou-se a única a conquistar uma medalha para a esquadra – o ouro do individual geral, superando Svetlana Khorkina, Simona Amanar e Elena Produnova. No final deste ano, Moceanu foi notícia novamente: Para sair do controle dos pais – financeira e emocionalmente – a ginasta pediu e conquistou a emancipação.