Pärast seitsme aasta pikka võistluspõlve hakkas Torres treenima olümpiamängudele naasmiseks 1999. aastal treener Richard Quick'i juhendamisel. Ta võitis viis medalit 2000. aasta Sydney suveolümpiamängudel, kuid hoidis oma parimaid USA olümpiamängude naiste meeskonna kahe suurema relee sündmuse jaoks. Ta ujus USA naisterühmast, kes võitis 4 × 100 meetri vabas stiilis stafetis finaalis, kus osalesid Amy Van Dyken, Courtney Shealy ja Jenny Thompson. Torres võitis teise kuldmedali võitnud USA meeskonna toetamiseks 4 × 100 meetri vaheseisundis koos meeskonnakaaslastega B.J. Bedford, Megan Quann ja Jenny Thompson finaalis. Individuaalselt võitis Torres ka pronssmedali <unk> tema esimesed olümpiamedaalid individuaalsetes võistlustes <unk> kõigis 50-meetrise vabasõidu võistlustes
, 100 meetri liblikas ja 100 meetri vabas stiilis, seos meeskonnakaaslane ja rivaal Jenny Thompson kolmandal kohal viimase sündmuse. 33-aastaselt sai Torresest vanim naine, kes võitis ujumise olümpiamedaali. Ta oli USA olümpiamängude ujumismeeskonna vanim liige, kuid võitis rohkem medaleid (viis) kui ükski teine USA meeskonna liige.