Белорусија учествувала на Летните олимписки игри 2004 во Атина, Грција, од 13 до 29 август 2004 година. Ова било петто појавување на нацијата на Летните олимписки игри во постсоветската ера. Олимпискиот комитет на Белорусија испратила вкупно 151 спортист на Игрите, 82 мажи и 69 жени, да се натпреваруваат во 22 спортови.
Белорускиот тим имал двајца бранители на Олимписките игри: фрлачката на диск Елина Зверева и веслачка Екатерина Карстен. Заедно со Зверева и Карстен, стрелците Сергеј Мартинов, Канстанцин Лукашик и Игор Басински и брачната двојка Ирина Јатченко и Игор Астапкович се натпреварувале на нивните четврти олимписки игри, иако првпат се појавиле како дел од Советскиот Сојуз (Мартинов и Басински во 1988 година) или Унифицираниот тим (Астапкович, Јатченко, Лукашик и Карстен во 1992 година). Познати белоруски спортисти биле професионалниот тенисер Макс Мирни, тенисерот на маса Владимир Самсонов, гимнастичарот Иван Иванков, џудистот од руско потекло Анатолиј Ларјуков и грчко-римскиот борач Сијархеј Лиштван. Трикратниот олимписки шампион и тренер во борење Александар Медвед бил знаменосец на нацијата на свеченото отворање.[1]
Белорусија ја напуштила Атина со вкупно 13 олимписки медали (2 златни, 5 сребрени и 6 бронзени), пропуштајќи само едно злато од вкупниот постигнат резултат во Сиднеј.[2] Три од овие медали биле доделени на спортистите во кревање тегови, и по два во веслање и бокс за прв пат. Пет белоруски спортисти го поставиле историскиот рекорд на нацијата за првпат да освојат олимписки медали, вклучувајќи јаго и џудистот Ихар Макарау во полутешка категорија за мажи, велосипедистката Наталија Цилинскаја и спринтерката Јулија Нестијаренка, која станала првата не- Американка која ја освоила олимписката титула на 100 метри за жени од 1980 година.[3]
На 5 декември 2012 година, на фрлачот на кладиво Иван Цихан и фрлачката на дискови Ирина Јатченко им биле одземени сребрените и бронзените медали, соодветно по наредба на Меѓународниот олимписки комитет, откако биле потврдени позитивните прегледи на дрога во нивните примероци.[4][5]
Двајца белоруски стрелци (еден маж и една жена) се квалификувале за поединечно стрелаштво кај мажи и жени.
Белоруските атлетичари имале постигнато квалификациски стандарди во следните атлетски дисциплини (најмногу до 3 спортисти во секоја од дисциплините според „А“ стандардот и 1 според „Б“ стандардот“).[6][7]
Белорусија имала шест боксери во 2004 година. Тие освоиле пар сребрени медали, со комбиниран рекорд од 9-6 во конкуренција. Белорусија се нашла на 6 -то место во табелата за медали за бокс.
Белорусија испратила пет екипи за кану во Атина. Тие се натпреварувале во седум дисциплини, освојувајќи го бронзениот медал во трката на мажите со двоен кајак на 500 метри на рамна вода.
Легенда за квалификации: П = Квалификација до финале; q = Квалификација во полуфинале
Легенда за квалификации: ФА = Финале А (медал); ФБ = Финале Б (немедал); ФК = Финале Ц (немедал); FD = Финале Д (немедал); FE = Финале Е (немедал); ФФ = Финале Ф (немедал); СА/Б = Полуфинале А/Б; SC/D = Полуфинале C/D; SE/F = полуфинале Е/Ф; R = Повторно полнење
Белоруските морнари се квалификувале по еден за секој од следните настани.
М = трка со медал; OCS = Од страната на курсот на почетната линија; DSQ = Дисквалификуван; DNF = Не заврши; DNS = Не започна; RDG = Дадена исправка
Девет белоруски стрелци (пет мажи и две жени) се квалификувале во следните настани:
Белоруските пливачи заработиле квалификациски стандарди во следните настани (најмногу до 2 пливачи во секој настан во А-стандардно време, и 1 во Б-стандардно време):