2004年夏季奥林匹克运动会的自行车比赛从8月14日－8月28日举行，分为场地自行车比赛、公路自行车比赛和山地自行车比赛。
公路赛在8月14日到8月18日举行，分为公路大组赛和个人计时赛，其中公路大组赛将围绕雅典古城举行，而个人计时赛将在the Vouliagmeni Olympic Centre举行。场地赛在8月20日－25日在雅典奥林匹克体育中心的the Olympic Velodrome进行，山地赛在8月27日—28日在帕尼萨山地自行车场举办。
奖牌榜
| 排名 | 国家 / 地区 | 金牌 | 银牌 | 铜牌 | 总计 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 |  澳大利亚（AUS） | 6 | 2 | 3 | 11 |
| 2 |  俄罗斯（RUS） | 3 | 1 | 1 | 5 |
| 3 |  英国（GBR） | 2 | 1 | 1 | 4 |
| 4 |  德国（GER） | 1 | 1 | 4 | 6 |
| 5 |  荷兰（NED） | 1 | 1 | 2 | 4 |
| 6 |  法国（FRA） | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 7 |  加拿大（CAN） | 1 | 1 | 0 | 2 |
| 8 |  意大利（ITA） | 1 | 0 | 0 | 1 |
 挪威（NOR） | 1 | 0 | 0 | 1 | |
 新西兰（NZL） | 1 | 0 | 0 | 1 | |
| 11 |  西班牙（ESP） | 0 | 3 | 2 | 5 |
| 12 |  美国（USA） | 0 | 2 | 0 | 2 |
| 13 |  瑞士（SUI） | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 14 |  中国（CHN） | 0 | 1 | 0 | 1 |
 日本（JPN） | 0 | 1 | 0 | 1 | |
 墨西哥（MEX） | 0 | 1 | 0 | 1 | |
 葡萄牙（POR） | 0 | 1 | 0 | 1 | |
| 18 |  比利时（BEL） | 0 | 0 | 1 | 1 |
 白俄罗斯（BLR） | 0 | 0 | 1 | 1 | |
 哥伦比亚（COL） | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 总计（共20个国家 / 地区） | 18 | 18 | 18 | 54 | |
奖牌得主
| 项目 | 金牌 | 银牌 | 铜牌 |
| 男子公路赛 | 保罗·贝蒂尼 意大利（ITA）
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塞尔吉奥·保利尼奥 葡萄牙（POR）
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Axel Merckx 比利时（BEL）
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| 男子个人计时赛 | Viatcheslav Ekimov 俄罗斯（RUS）
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Bobby Julich 美国（USA）
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迈克尔·罗杰斯 澳大利亚（AUS）
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| 女子公路赛 | 萨拉·卡里根 澳大利亚（AUS）
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尤迪特·阿恩特 德国（GER）
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Olga Slyusareva 俄罗斯（RUS）
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| 女子个人计时赛 | Leontien van Moorsel 荷兰（NED）
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Deirdre Demet-Barry 美国（USA）
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卡琳·蒂里希 瑞士（SUI）
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| 项目 | 金牌 | 银牌 | 铜牌 |
| 竞轮赛 | 瑞安·贝利 澳大利亚（AUS）
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José Antonio Escuredo 西班牙（ESP）
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沙恩·凯利 澳大利亚（AUS）
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| 麦迪逊赛 | 澳大利亚（AUS） 格雷姆·布朗 斯图尔特·奥格雷迪 |
瑞士（SUI） Franco Marvulli Bruno Risi |
英国（GBR） 罗布·海利斯 布拉德利·威金斯 |
| 记分赛 | 米哈伊尔·伊格纳季耶夫 俄罗斯（RUS）
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胡安·利亚内拉斯 西班牙（ESP）
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吉多·富尔斯特 德国（GER）
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| 个人追逐赛 | 布拉德利·威金斯 英国（GBR）
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布拉德利·麦吉 澳大利亚（AUS）
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塞尔希·埃斯科瓦尔 西班牙（ESP）
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| 团体追逐赛 | 澳大利亚（AUS） 格雷姆·布朗 布雷特·兰开斯特 布拉德利·麦吉 卢克·罗伯茨 |
英国（GBR） 史蒂夫·卡明斯 罗布·海利斯 保罗·曼宁 布拉德利·威金斯 |
西班牙（ESP） 卡洛斯·卡斯塔尼奥·帕纳德罗 塞尔希·埃斯科瓦尔 Asier Maeztu 卡洛斯·托伦特 |
| 个人竞速赛 | 瑞安·贝利 澳大利亚（AUS）
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特奥·博斯 荷兰（NED）
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勒内·沃尔夫 德国（GER）
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| 团体竞速赛 | 德国（GER） 延斯·菲德勒 斯特凡·尼姆克 勒内·沃尔夫 |
日本（JPN） 伏见俊昭 井上昌己 长冢智广 |
法国（FRA） Mickaël Bourgain Laurent Gané 阿诺·图尔南 |
| 1公里计时赛 | 克里斯·霍伊 英国（GBR）
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阿诺·图尔南 法国（FRA）
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斯特凡·尼姆克 德国（GER）
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| 项目 | 金牌 | 银牌 | 铜牌 |
| 记分赛 | Olga Slyusareva 俄罗斯（RUS）
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贝莱姆·格雷罗 墨西哥（MEX）
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玛丽亚·路易莎·卡列 哥伦比亚（COL）
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| 个人追逐赛 | 萨拉·厄尔默 新西兰（NZL）
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凯蒂·麦克蒂尔 澳大利亚（AUS）
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Leontien van Moorsel 荷兰（NED）
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| 个人竞速赛 | 洛丽-安·闵采尔 加拿大（CAN）
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Tamilla Abassova 俄罗斯（RUS）
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安娜·米雷斯 澳大利亚（AUS）
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| 500米计时赛 | 安娜·米雷斯 澳大利亚（AUS）
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江永华 中国（CHN）
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Natallia Tsylinskaya 白俄罗斯（BLR）
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| 项目 | 金牌 | 银牌 | 铜牌 |
| 男子越野赛 | 朱利安·阿布萨隆 法国（FRA）
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何塞·安东尼奥·埃米达 西班牙（ESP）
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Bart Brentjens 荷兰（NED）
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| 女子越野赛 | Gunn-Rita Dahle Flesjå 挪威（NOR）
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玛丽-埃莱娜·普雷蒙 加拿大（CAN）
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扎比内·施皮茨 德国（GER）
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