BJ時間8月21日晚，雅典奧運會男籃小組賽，中國男籃迎來第4個對手意大利隊。
中國隊的首發陣容依然是5號劉煒、8號朱芳雨、10號李楠、12號莫科和13號姚明。
比賽開局意大利隊就迅速取得5:2的領先優勢，但是中國隊很快將比分扳平。
隨后意大利隊連續命中兩個三分球，將雙方的比分差距拉開到6分。
在如此被動的局面下，姚明投中了本場比賽第1個球，他在對方的夾擊下勾手投籃命中，姚明的這一投也為意大利6:0的沖擊波畫上了句號。
隨后，意大利男籃打出了一個11:3的小高潮，以22:11結束了首節比賽的爭奪。
第二節開始，姚明繼續首發。就在意大利開場連得4分之后，姚明突然把分給外線無人防守的李楠，“小李飛刀”真不是浪得虛名，只見李楠手起刀落三分命中。
不久后李楠再次命中三分，但是此時中國男籃依然以17:28落后于意大利隊11分。
取得兩位數領先優勢的意大利隊的進攻絲毫不見松懈，他們再次打出了一個11:2的進攻高潮，將領先優勢又擴大到20分，39:19。
如此艱難的局勢，讓中國隊重新換上了姚明。姚明一上場就給中國隊帶來了好運氣，朱芳雨底線遠投命中，為中國隊拿下三分，此時距上半場結束還有2分02秒。
之后意大利隊憑借波賽科的一記3分球，再次取得20分的領先優勢。
當第二節進行到最后20.4秒時，姚明勾手投籃得分，中國隊半場結束以18分的差距落后于意大利隊。
上半場李楠得到全隊最高的9分，姚明僅得了4分。意大利隊的奇亞齊格得到14分，格蘭達拿到9分。
第三節姚明跳球成功，中國隊率先發起攻擊，姚明搶占了籃下的關鍵位置，對方推人犯規，中國隊兩罰一中。
雖然中國男籃拼勁比上一戰有所增加，但是中國隊依然難以在得分上有所收獲。再加上姚明被對方緊緊盯防，難以出手，導致中國隊只能眼睜睜地看著意大利隊將比分差距一點點地拉大。
姚明在被巴特爾換下場前，曾憑借籃下強攻得到加罰一球的機會，為中國隊砍下難得的三分。
意大利隊接下來又以一個18:6的小高潮結束了第三節比賽的爭奪，中國隊以39:60的大比分落后。
第四節一開場，防不住意大利隊進攻的中國隊就送給對方罰球機會，意大利隊率先拿下兩分，也掀開了9:0進攻高潮的序幕，意大利隊得以將領先優勢擴大到28分。
在意大利隊的強勁攻勢下，中國隊得分的步履異常緩慢，當比賽進行到最后2分48秒時，中國隊已經以34分的差距落后，中國隊要想扳回局面很難。
之后意大利隊再次打出一個9:0的小高潮，將比分改寫為89:50，以39分的優勢領先，提前鎖定勝利。
雖然最后時刻陳可跳投命中兩分，但是這兩分對于大比分落后的中國隊來說，僅僅是杯水車薪，中國男籃最終以52:89告負。
此役姚明12投3中僅僅得到9分，另外還有6個籃板，2次助攻，4次失誤以及2次犯規。
8月23日晚，雅典奧運會男籃小組賽繼續進行，中國男籃迎來了最后一個對手塞黑隊，這場比賽是事關小組出現的關鍵一戰。
因為小組賽中各隊的戰績已經明朗，西班牙男籃五戰全勝第一個鎖定八強席位；新西蘭男籃1勝4負已經出局；
阿根廷男籃3勝1負、意大利男籃兩勝兩負，他們兩隊已經提前進入八強，這兩隊間的最后一戰只關乎小組賽最終排名；
而中國男籃和塞黑男籃分別是1勝3負，誰取得這場比賽勝利，誰將鎖定最后一個八強席位。
盡管塞黑男籃此前小組賽的戰績是1勝3負，但他們是前世錦賽冠軍，隊中有來自快船、超音速、爵士隊的三名現役NBA選手。
比賽開局塞黑隊就連得4分，但是隨后李楠投中了三分，此后杜峰又突破上籃得手，中國隊得以將比分反超。
隨后雙方比分交替上升，當中國隊再次被塞黑男籃反超一分后，姚明挺身而出，他連續兩次籃下強攻得手，將比分扳成12:12平。
當首節比賽還剩3分24秒時，塞黑隊再次拿下兩分，隨后中國隊犯規，將NBA快船隊球員德羅布尼亞克送上罰球線，他兩罰全中，塞黑隊再次以4分優勢領先。
但此后姚明的攻勢無人能擋，他再次連得4分，將比分改寫為16:16平。
此時第一節的時間已經不多了，快船隊員德羅布尼亞克扣籃得手后，塞黑隊又遠投命中，而郭士強出手三分不中，中國隊以16:21的比分進入第二節。
第二節一開始，塞黑隊就投中了一記三分球，將雙方比分差距拉開到8分。
之后塞黑隊又憑借一次快攻中的雙手扣籃，取得10分的領先優勢。
面對兩位數的差距，中國隊隨后打出了一個10:2的小高潮，將比分追趕至29:31，僅以兩分之差落后。在這段進攻高潮中，“小李飛刀”～李楠有兩個三分球的貢獻。
當上半場比賽進行到最后時刻時，姚明中投得手。此后中國隊憑借成功的防守，死死咬住塞黑，讓對方難以得分。最后中國隊以31:34三分之差結束了上半場的爭奪。
在上半場里姚明砍下13分，李楠命中4個三分球，為中國隊貢獻了12分。
第三節塞黑隊一上來就打三分成功，不一會兒就將領先優勢擴大到8分，以41:33領先。
落后局勢下，姚明挺身而出，在莫科跳投不中后，姚明搶到進攻籃板，然后二次進攻得手。
隨后姚明在底線跳投時打三分成功，不過此時塞黑隊依然以6分之優領先。
不久后，杜鋒的一記三分球為中國隊新一輪進攻吹響了號角，莫科在底線出手得分后，姚明腦后傳球，幫助杜鋒成功扣籃。
接著姚明轉身勾手投籃得分，中國隊順利完成了一個9:2的進攻高潮，并成功將比分扳至47:47。
隨后，雙方49:49再次戰成平手。第三節的最后時間里，塞黑隊完成了一個5:2的進攻小高潮，取得54:51的領先優勢。
比賽終于進入到了決定生死的最后一節，姚明在籃下的強攻為中國隊爭取到罰球的機會，姚明兩罰一中。
隨后，杜鋒又造成拉德曼諾維奇犯規。杜鋒也兩罰一中，幫助中國隊將雙方差距縮小到一分。
但是塞黑隊之后又連續命中兩個3分球，再次取得7分的領先優勢。
場上的局勢異常緊張，雙方都力圖把握住這最后的時間拿下勝利。
斗志高昂的中國隊頻頻破壞塞黑隊的進攻，姚明連續兩次蓋帽成功。
距比賽結束還有兩分鐘時，中國隊將比分追趕至61:63，僅以兩分之差落后。
關鍵時刻姚明走上罰球線，并且命中了兩粒罰球，再次幫助中國男籃將比分扳平，雙方63:63戰平。
生死時刻，姚明籃下強攻迫使對方犯規，他再次走上罰球線，并且不負眾望地再次罰中兩球，中國男籃以65:63領先，此時距比賽結束還剩下28秒。
最后時刻，塞黑隊組織最后一次進攻，他們耐心地倒著手準備給中國男籃致命一擊，無耐中國小伙子們盯防嚴密，沒有給他們任何舒服的出手機會，眼看進攻時間不多了，只能倉促出手，不中。
此時比賽還剩下3.2秒，球權在中國隊手里，塞黑隊只好犯規，杜鋒在罰球線上為中國隊再添兩分，鎖定勝局。
雖然最后時刻塞黑隊投中了一個壓哨三分，但已經改變不了結果，最終中國男籃以67:66一分之優險勝前世錦賽冠軍塞黑隊挺進八強。
這是中國男籃在世界大賽中第三次殺入八強，前兩次是由“94黃金一代”組成的中國男籃分別在94年世錦賽、96年亞特蘭大奧運會上實現的。
不過中國男籃的水平與世界一流強隊還是有差距的，這三次進八強，最終的名次也僅僅是第8名。
在雅典奧運會男籃賽隨后進行的爭奪第7名大戰中，中國男籃經過緊張艱苦的比賽，最終以76:92不敵西班牙隊，取得本屆奧運會男籃比賽的第8名。
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