Ukrainę na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2004 reprezentowało 239 sportowców, 124 mężczyzn i 115 kobiet.
Zdobyte medale Medal Zawodnik Dyscyplina Konkurencja20px Złoto Wałerij Honczarow 30px Gimnastyka poręcze20px Złoto Jurij Nikitin 30px Gimnastyka trampolina20px Złoto Ołena Kostewycz 30px Strzelectwo Pistolet pneumatyczny 10 m20px Złoto Jana Kłoczkowa 30px Pływanie 200 m stylem zmiennym20px Złoto Jana Kłoczkowa 30px Pływanie 400 m stylem zmiennym20px Złoto Natalija Skakun 30px Podnoszenie ciężarów Waga średnia (-63 kg)20px Złoto Iryna Merłeni 30px Zapasy Styl wolny (48 kg)20px Złoto Elbrus Tedejew 30px Zapasy Styl wolny (66 kg)20px Srebro Ołena Krasowśka 30px Lekkoatletyka 100 m przez płotki20px Srebro Roman Hontiuk 30px Judo do 81 kg20px Srebro Heorhij Łeonczuk, Rodion Łuka 30px Żeglarstwo 49er20px Srebro Hanna Kalinina, Switłana Matewuszewa, Rusłana Taran 30px Żeglarstwo Yngling20px Srebro Ihor Razorionow 30px Podnoszenie ciężarów Waga ciężka (-105 kg)20px Brąz Dmytro Hraczow, Wiktor Ruban, Ołeksandr Serdiuk 30px Łucznictwo Mężczyźni drużynowo20px Brąz Tetiana Tereszczuk-Antipowa 30px Lekkoatletyka 400 m przez płotki20px Brąz Wiktorija Stiopina 30px Lekkoatletyka skok wzwyż20px Brąz Hanna Bałabanowa, Ołena Czerewatowa, Inna Osypenko, Tetiana Semykina 30px Kajakarstwo K-4 500 m20px Brąz Władysław Tretiak 30px Szermierka