Сунь Тяньтянь
С августа 2002 года Ли Тин стала выступать в паре с новой постоянной партнёршей Сунь Тяньтянь. Выиграв ряд титулов на турнирах ITF, в июне 2003 года они победили на парных соревнованиях турнира WTA в Вене. В ноябре они берут сразу два парных приза на турнирах в Квебеке и Паттайе. К началу 2004 года Ли Тин входит в Топ-100 парного рейтинга. В августе 2004 года на Олимпийских играх в Афинах вместе с Сунь Тяньтянь, она удивила многих обозревателей, завоевав первую в истории своей страны олимпийскую медаль в теннисе. Уже в первом раунде для этого им пришлось обыграть одну из сильнейших теннисисток в истории женских парных олимпийских турниров Винус Уильямс, для которой то поражение стало единственным за четыре участия в подобных соревнованиях. Американка, правда, тогда выступала не со своей сестрой Сереной, а с Чандой Рубин. В полуфинале и финале Ли и Сунь обыграли национальные дуэты с участием двух сильнейших парных теннисисток того периода — аргентинки Паолы Суарес и испанки Вирхинии Руано Паскуаль.