Battue par Atlanta pour l’organisation des Jeux Olympiques du Centenaire, en 1996, Athènes place les Jeux Olympiques de 2004 sous le signe de l’héritage antique. Les mascottes Phivos et Athina, façonnées à la manière des poupées de terre cuite antiques, évoquent le dieu Phoibos Apollon et la déesse Athéna. L’olympiade culturelle avant les Jeux Olympiques puis la cérémonie d’ouverture sont conçues comme un hommage à la mythologie et aux apports de la civilisation hellénique. La course du marathon, qui suit le parcours de 1896, part symboliquement du site de la bataille de Marathon pour arriver au Stade panathénaïque.

Ces Jeux Olympiques sont aussi un symbole de la modernité de la Grèce. Les investissements sont colossaux en matière d’infrastructures (financées pour moitié par l’Union européenne) et d’équipements sportifs. Les retards s’accumulent et font douter certains de la capacité de la Grèce à tenir ses engagements. Les Grecs redoublent d’efforts, non sans susciter des polémiques sur les conditions d’emploi sur les chantiers. La facture globale est d’au moins neuf milliards d’euros, le double du budget initial, dont plus d’un milliard pour la sécurité, pour ces premiers Jeux Olympiques après l’attaque terroriste du 11 septembre 2001 aux États-Unis, et quelques semaines après l’attentat de Madrid, le 11 mars 2004.

C’est sous haute surveillance, comprenant notamment des moyens militaires de l’OTAN, que sont accueillis les 10.625 athlètes, dont 4.329 femmes (40,74 %). Les contrôles anti-dopage se multiplient avant les Jeux Olympiques, conduisant à la mise à l’écart de certains athlètes. 33 sportifs, principalement en athlétisme et en haltérophilie, sont exclus à la suite de contrôles positifs pendant l’olympiade. Celle-ci est marquée par les huit médailles obtenues par le nageur américain Michael Phelps, autant que le gymnaste russe Aleksandr Dityatin en 1980 (dans un contexte de boycott) et, pour la France, le titre que Laure Manaudou remporte au 400 mètres nage libre, mettant fin à un demi-siècle de disette de couronne olympique en natation. Au cours de ces Jeux Olympiques, la lutte féminine fait son apparition au programme olympique avec quatre catégories de poids, de même que le sabre féminin. Le Japon décroche des médailles dans toutes les catégories. Le budget des Jeux Olympiques d’Athènes, largement déficitaire, fait toutefois débat : de nombreuses infrastructures sportives n’ont pas été recyclées dans le contexte de crise économique et financière qu’a ensuite connue le pays.