I 2000 vant hun gullmedaljen i double under OL i Sydney sammen med søsteren Venus. I 2001 endte hun for tredje år på rad blant de 10 fremste på verdensrankingen. I 2002 vant hun French Open, Wimbledon og US Open. I løpet av året vant hun 8 titler. Hun toppet verdensrankingen i ett år, og vant i denne perioden 5 av 7 Grand Slam-titler. Wimbledon-finalen i 2002 var historisk, for første gang på 118 år møttes et søskenpar i finalen. Det var andre gangen i Wimbledon-turneringens historie dette skjedde, forrige gang var i første finalen i 1884 da søstrene Maud Watson og Lilian Watson gjorde om singletittelen.