37歳となった2006年3月の名古屋国際女子マラソンでは、41キロ地点までトップを走っていた渋井陽子を、一時は最大58秒もあった差を驚異的な粘りでかわして大逆転、自己最高に迫る2時間23分台の好タイムで悲願のマラソン初優勝を果たした。ゴール後に夫の勉ヘッドコーチ（当時）と抱き合い号泣した姿は、陸上ファンならずとも大変感動するシーンとなった。なお、37歳での日本女子選手の国内三大マラソン（当時東京・大阪・名古屋） 優勝は、34歳で同じく名古屋で優勝した浅井えり子を3歳上回る現在の最高齢記録である。さらに2時間23分26秒のゴールタイムは、35歳以上の女子マラソンランナーの記録としては、2016年現在でも日本女子の最高記録である（ちなみに35歳以上の女子マラソン世界最高記録は、イリーナ・ミキテンコが2008年にベルリンマラソンで記録した2時間19分19秒である）。38歳となった2006年12月の全日本実業団対抗女子駅伝では、資生堂の6区アンカーを務めた。5区から6区への中継所での弘山は2位でたすきを受けるも、10秒差あった首位の三井住友海上のアンカー大崎千聖に途中で追いついた。そして最後の長良川陸上競技場に入ってからトラックで引き離して逆転、ついに資生堂の初優勝に貢献した。資生堂陸上部の功労者であり、最初にゴールテープを切ってほしいという願いを叶えた弘山に対し、資生堂の部員達はゴール後嬉し涙を流していた。
36歳となった2005年1月の大阪国際女子マラソンでは、2時間25分台タイムをマークして3位に入る。そして同年8月の世界陸上ヘルシンキ大会に、初めて女子マラソンの日本代表に選ばれた。その世界陸上の本番レースでは、優勝したポーラ・ラドクリフらのハイペースにはつかずに自重、一度も優勝争いに加わらなかったものの、レース後半に追い上げて結果8位入賞と健闘する（女子マラソン団体戦では日本代表として銀メダル獲得）。また、通算3種目の世界陸上選手権入賞は、日本人では弘山が初めてであった。
シドニーオリンピックの女子マラソン日本代表落選から4年後、35歳となった2004年アテネ五輪も女子マラソンでの出場を目指したが、選考レースの同年1月の大阪国際女子マラソンでは、レース中盤の大阪城公園内でスパートした千葉真子（2位）や坂本直子（優勝）らについていけず5位に留まり、再び五輪でのマラソン代表選出はならなかった。しかしその後はすぐさま気持ちを切り替え、長距離トラック代表での五輪出場を目指した。そして同年6月の日本選手権女子10000mで3位に入賞、4年前と同じく長距離種目での五輪日本代表入りを果たす。日本女子の陸上競技トラック種目で五輪3回連続出場の快挙達成は、彼女が初めてであった。そのアテネ五輪10000m本番では、大島めぐみ・福士加代子と共に出場し、メダル・入賞争いには絡めなかったが、前回のシドニー五輪よりわずかながらも順位を上回り、18位のゴールだった。
最初の富士重工に金は出せたものの、石川島播磨重工業などが次々に提案をしてきたため、とても各社に資金を供出するわけには行かなくなり、希望各社に対して共同出資で会社を設立するように指導した。そこで、石川島播磨、富士重工、富士精密、新三菱の4社が共同出資して資本金1億6千万円の日本ジェットエンジン株式会社（NJE）を設立した。NJEは最盛期には180人の従業員を従え、部長クラスは戦前の航空技術者が就いて率いた。また、戦前の航空産業を知る技術者たちは、軍人、つまりは役人が技術も知らないのに注文ばかりしてくることに苦しんだため、官庁からの天下りは全て拒否した。NJEは富士から引き継いだJO-1の研究を続けるとともに、独自に推力3トンのJ1の計画も進めた。しかし計画を進めるためには10億円（当時）ほどが必要と見積もられ、これを開発と会社設立をけしかけた通産省が大蔵省（現財務省）から引き出してくれるだろうと考えていた。ところが、最初に意気込んでジェットエンジン開発をけしかけたはずの通産省は、欧米のあまりに進んだエンジン技術を見るにつけ、次第に弱気になっていた。大蔵省にもエンジンの国内開発の重要性を説明できずに予算を勝ち取ることもできなかった。いっそのこと防衛庁がやらせているように、アメリカ製エンジンのライセンス生産のほうが、開発費もかからずに技術のおいしいところだけ取得できるのではないか、などと考え始めていた。開発を決定する前、世界のジェットエンジン技術がどうなっているかを知らず、勢いに任せて提案しただけだったのである。通産省の募集に乗り、通産省の指導で会社を設立し、すでに国産開発という方針を定めてしまったNJEは開発費を取得できず、自分たちを見放しつつあった通産省を批判した。しかし豹変した通産省の冷たい姿勢は変わらず、見通しは全くつかなくなった。実用的な大型エンジンの開発を計画していたが、結局J1よりもさらに小型のエンジン開発に後退してしまった。そんな折、防衛庁から「推力1トン程度の小型ジェットエンジンを搭載した航空機を求めている」といった声がもれてきた。これが後に中等練習機T-1となる機体である。日本初のジェット練習機であるT-1は、搭載するターボジェットエンジンもまた国産品であることが望まれた。エンジンは機体の開発とほぼ同時に進められることとなったが、1955年（昭和30年）5月に、T-1搭載の試作エンジンXJ3への要求が防衛庁から寄せられ、12月には庁議でエンジン試作が決定し、翌1956年（昭和31年）3月末にNJEと防衛庁でエンジン試作の契約を行った。エンジンの設計、開発はほぼ順調に進み、6月末には後にJ3と名づけられる試作エンジン（XJ3-3）が完成した。しかし、11月からの試運転では至るところで故障、破壊が相次ぎ、問題は山積みとなった。12月には初号機が防衛庁に納入されたが、庁内でもやはり問題が相次ぎ、使い物になるにはおよそ2年半を費やした。XJ3エンジンが量産に移れないことはNJEを焦らせていた。T-1量産第一期の20機には間に合わず、第二期の20機にも間に合わず（これらは試作機6機とあわせてT-1Aとなった）、第三期の20機でようやく量産化できる見込みとなった。