I 2003 startet Svartholm sammen med Fredrik Neij og Peter Sunde The Pirate Bay, en søkemotor for torrentfiler. Plattformen koblet brukere over hele verden og muliggjorde deling av filer uten sentral lagring av innhold. Plattformen vokste raskt og ble på sitt største ansvarlig for nesten halvparten av verdens internett-trafikk.