O Brasil encerra sua campanha nas Olimpíadas de Atenas com uma marca de 10 medalhas. Esta foi a Olimpíada em que o Brasil mais conquistou medalhas de ouro, quatro ao todo - até então, o máximo havia sido a conquista de três medalhas em Atlanta, 1996.
Nos ouros, foram conquistadas duas medalhas na modalidade Vela, por Robert Scheidt (categoria laser) e pela dupla Marcelo Ferreira e Torben Grael (categoria star). Outras duas medalhas medalhas de ouro foram para os atletas de vôlei de praia masculino Emanuel (um paranaense) e Ricardo, e para a equipe de vôlei masculino do técnico Bernardinho.
A prata ficou para o vôlei de praia feminino da dupla Adriana Behar e Shelda Prata, para a equipe de futebol feminino e para o jóquei Rodrigo Pessoa Prata (na prova de saltos do hipismo).
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Dois atletas do judô conquistaram o bronze: Leandro Guilheiro (categoria leve masculino) e Flavio Canto (categoria meio-médio masculino). O terceiro bronze ficou para o maratonista paranaense Vanderlei Cordeiro de Lima, que teve seu desempenho prejudicado no 32º Km da prova quando estava na liderança mas foi agredido por um pedestre.
Desta vez o Brasil não superou o número de medalhas conquitadas na Olimpíada anterior, em Sydney, que foi de 12, sendo 6 de prata e 6 de bronze. Em compensação, garantiu muitos ouros (a maior marca de sua história nos jogos olímpicos), que ficaram na dívida em Sydney. A melhor campanha do Brasil nas Olimpíadas continua sendo o de Atlanta, em 1996, quando conquistou 3 ouros, 3 pratas e 9 bronzes, totalizando 15 medalhas.