8月20日，雅典奥运会乒乓球女子双打决赛在加拉特斯奥林匹克馆进行。
在半决赛中，中国队的王楠/张怡宁以4:2战胜队友牛剑锋/郭跃，率先晋级决赛。
另一场半决赛，韩国的李恩实/石恩美以4:0击败队友金福来/金景娥杀入决赛。
在技术特点上看，李恩实和石恩美都是直板选手，均是右手握拍，正手主动进攻意识强，线路刁钻，敢抢敢拼，斗志和韧劲都堪称一流。
但她俩和王楠/张怡宁相比技术优势明显落在下风，在去年巴黎世乒赛的女双半决赛上，王楠/张怡宁依靠旋转、落点和快攻，以4:0完胜李恩实/石恩美，心理上也占有绝对优势。
第一局比赛开始，王楠进入比赛状态很快，她利用高质量的接发球控制对手，王楠/张怡宁先以3:1开局。
随后，李恩实/石恩美加强了发球质量，迫使王楠两次回球质量不高，李恩实/石恩美连续得分，将比分扳为4:4平。
比分扳平后，李恩实/石恩美又利用王楠的一次失误和一次抢攻得分，将比分反超为7:5。
不过王楠/张怡宁没有让韩国组合将比分差距进一步拉大，反而利用果断强攻将比分重新追回到7:7平。
随后又打到8:8平，在比赛的关键时刻，王楠/张怡宁表现出强手风范，利用落点和弧旋球连续得分，最后以11:9率先拿下第一局。
第二局比赛，王楠/张怡宁开局极佳，利用石恩美的连续失误取得了5:0的优势。
随后张怡宁吃发球，韩国组合将比分追到3:5。
此后双方的比分互有增长，王楠/张怡宁以10:5率先到达局点，尽管大比分落后，但是石恩美/李恩实仍不手软，连续扳回两分。
不过在最后时刻，双方在互相吃发球后，张怡宁以一记高质量的回球，迫使李恩实出现回球出台失误。中国组合，以11:7再下一局。
第三局比赛，韩国的李恩石又连续出现低级失误，王楠/张怡宁取得了3:0的开局。
随后的比赛依然控制在中国组合手中，李恩实/石恩美除了利用王楠两次失误外，其他方面处于全面下风，王楠/张怡宁一度将比分扩大到7:1。
中局阶段，韩国组合曾连续得分，将比分追到5:9。不过随着张怡宁的一次抢攻得分，中国组合又一次以10:5的比分率先到达局点。
最后依靠张怡宁的抽球得分，王楠/张怡宁以11:6拿下了第三局。
第四局比赛双方以1:1和2:2开局。
随后李恩实和石恩美各失误一次，使得王楠/张怡宁以4:2领先。
韩国主教练立即叫了暂停，暂停过后，双方的比分差距仍始终保持在2~3分。
进入中局阶段，运气又站在了中国组合一边，张怡宁的擦网球使得王楠/张怡宁以9:5领先。
最后王楠/张怡宁以10:5率先达到赛点。
随着王楠的一次抢攻得分，最终王楠/张怡宁以11:6拿下了第四局，从而以总比分4:0完胜李恩实/石恩美，获得本届奥运会乒乓球女子双打冠军。
相比女双的轻松夺冠，男双的夺金之路并不平坦。
在本届奥运会前一场残酷的队内“生死战”中，马琳/陈玘战胜了悉尼奥运会男双冠军王励勤/阎森，踏上了通往雅典奥运会的末班车。
男双首轮比赛，最先拿到奥运资格的孔令辉/王皓在奥运赛场上仅仅走了40分钟，即被瓦尔德内尔/佩尔森这对“高龄组合”淘汰。
马琳/陈玘陡然间成为男双的“独苗”，肩负起了中国队夺金的重任。
第二轮比赛，马琳/陈玘和波兰组合陷入苦战。
前两局打成1比1平，第三局5:5平时，马琳发球被对手暴挑至陈玘的反手位，陈玘强行侧身，一板反拉斜线直接得分。
这板球后，波兰人立刻软了下来，不敢再强行挑打，开始改用轻挑、晃撇……
马琳/陈玘的球路也由此豁然开朗，逐渐打出了气势，最终拿下了比赛。
半决赛，马琳/陈玘又以4:2战胜了丹麦组合梅兹/图格威尔，成功闯入决赛。
他们决赛的对手是从另外一个半区杀出重围的中国香港组合李静/高礼泽。
经过前面几场恶战的磨练，决赛前，马琳/陈玘的状态已经调整到了最佳。
第一局比赛开始后，高礼泽/李静显得有些紧张，不过前四分双方战成2:2平。
马琳利用发球强攻得分，随后陈玘的进攻又得分，高礼泽/李静连丢三分，以3:5落后。
此后陈玘/马琳利用前三板优势一直将领先优势保持在三分左右。陈玘反手拉球得分，陈玘/马琳以10:6领先进入局点。
之后高礼泽回球失误，陈玘/马琳以11:6取得第一局比赛的胜利。
第二局比赛开始后，马琳打得很主动，他的正手进攻给对手带来很大威胁。
马琳/陈玘很快以4:0取得领先，之后高礼泽/李静利用中国组合失误连得三分，但很快陈玘/马琳又扩大了领先优势。
而高礼泽/李静也打得十分顽强，他们将比分又追成7:7平。
马琳回球质量不高，不过这对香港组合并没有抓住机会，很快李静回球下网，陈玘/马琳在9:9平后连得两分，以11:9取得第二局比赛胜利。
第三局比赛开始后，高礼泽/李静加强了进攻，陈玘/马琳的失误开始增多，不过两对选手的比分呈现焦灼状态。
在4:5落后后，高礼泽/李静的教练叫了一次暂停，这次暂停成了这局比赛的转折点，高礼泽/李静加强了发球抢攻，他们在7:7平后连得三分，以10:7领先。
最后时刻马琳回球下网，这样高礼泽/李静以11:7取得第三局比赛胜利，将总比分追成1:2。
第四局比赛一开始，两对选手的比分交替上升。
在7:7平后，陈玘/马琳发力连得三分，并以11:8取得第四局比赛胜利。
第五局比赛一开始，陈玘强攻拿下第一分，随后两对选手战成2:2平。
陈玘摆短擦网，球幸运地落在对方台子上……两对选手的进攻节奏都很快，比赛战成5:5平。
关键时刻陈玘/马琳连续出现失误，这样高礼泽/李静以10:7领先，随着马琳回球没过网，高礼泽/李静以11:8又追回一局，场上比分变为2:3。
第六局比赛开始后，陈玘/马琳打得积极主动，相反高礼泽/李静则失误连连，陈玘/马琳很快就以5:0大比分领先。
之后高礼泽/李静加强了进攻，他们的正手进攻很有威胁，并将比分追成5:7。
但是关键时刻陈玘/马琳顶住了压力，他们连得两分，以9:5领先。
最后时刻李静发球失误，这样中国选手陈玘/马琳以4:2击败了中国香港选手高礼泽/李静获得金牌。
至此自1988年乒乓球入选奥运会项目以来，男双这个单项的金牌还从未旁落过。