Nomura wurde 1996 in Atlanta das erste Mal Olympiasieger in der 60-kg-Klasse als er im Gold-Kampf den Italiener Girolamo Govinazzo besiegte. Danach sah man den Topathleten aus Japan vier Jahre nicht mehr im internationalen Judo, bis er sich für seine zweiten Olympischen Spiele qualifizierte. Bei diesen olympischen Judowettbewerben, die 2000 in Sydney stattfanden, konnte er durch den Sieg im Finale gegen Jeong Seok-gyeong aus Südkorea seinen zweiten Olympiasieg feiern. Damit schrieb er sich im Guinness-World-Record-Book als der beste Superleichtgewichtler ein, den es je gab. Auch nach diesen Spielen zog sich der Japaner wieder für drei Jahre zurück. 2003 in Osaka bei den Judo-Weltmeisterschaften in seinem Heimatland war sein großes Ziel die Goldmedaille. Im Viertelfinale jedoch stand er im Duell gegen den amtierenden Weltmeister von 2001 in München Anis Lounifi aus Tunesien. Durch einen O-uchi-gari, der korrekterweise mit Ippon hätte bewertet werden müssen, hätte Nomura das Halbfinale erreicht und wäre seinem Ziel einen Schritt näher gewesen. Jedoch lautete das Kampfrichterurteil anders und kurz vor Ende der effektiven Kampfzeit – Nomura noch klar führend – konnte der Tunesier einen Haltegriff ansetzen und erreichte das Halbfinale, das er gegen Choi Min-ho aus Südkorea verlor. Am Ende ging Gold an den Koreaner und Bronze an Tadahiro Nomura. Damit qualifizierte sich der Japaner für die Spiele in Athen 2004 und zeigte sich in ausgezeichneter Form und gewann das olympische Finale schließlich gegen den Europameister von 2003 in Düsseldorf Nestor Chergiani aus Georgien.