2004
De Kitzbühel à l'histoire olympique
Le Chili commence par conserver sa World Team Cup. En finale contre l'Australie à Dusseldorf, Fernando Gonzalez bat Lleyton Hewitt 7-5, 6-2, puis Massu domine Mark Philippoussis 6-3, 6-1 et donne immédiatement la victoire à son pays. L'Australie ne remportera que le double, devenu sans enjeu.
En juillet, Massu retourne en finale à Kitzbühel. Face à Gaston Gaudio, tout juste sacré à Roland-Garros, il s'impose 7-6 (7-3), 6-4. Ce titre de catégorie International Series Gold est le plus important de sa carrière sur le circuit ATP traditionnel.
Quelques semaines plus tard viennent les Jeux olympiques d'Athènes.
En simple, Massu est tête de série n°10. Il commence par battre l'ancien n°1 mondial Gustavo Kuerten 6-3, 5-7, 6-4, puis Vince Spadea 7-6 (7-3), 6-2 et Igor Andreev 6-3, 6-7 (4-7), 6-4.
En quart de finale, il élimine un autre ancien n°1 mondial, Carlos Moya, 6-2, 7-5, puis Taylor Dent en demi-finale 7-6, 6-1.
Pendant ce temps, Massu dispute également le double avec Fernando Gonzalez. En finale contre les Allemands Nicolas Kiefer et Rainer Schuettler, les Chiliens sont menés deux manches à une et se retrouvent face à quatre balles de match dans le tie-break du quatrième set. Ils les sauvent toutes avant de s'imposer 6-2, 4-6, 3-6, 7-6 (9-7), 6-4.
Cette victoire offre au Chili le premier titre olympique de son histoire.
Le lendemain, Massu doit encore disputer la finale du simple contre Mardy Fish. Il prend le premier set, perd les deux suivants et semble physiquement épuisé. Pourtant, il repart au combat et finit par gagner après cinq manches : 6-3, 3-6, 2-6, 6-3, 6-4.
Massu apporte ainsi au Chili ses deux premiers titres olympiques, à moins de vingt-quatre heures d'intervalle. Ils resteront les seules médailles d'or chiliennes pendant vingt ans, jusqu'au titre de Francisca Crovetto au skeet féminin à Paris 2024.
Depuis le retour du tennis comme sport olympique à médailles en 1988, Massu demeure le seul homme à avoir remporté le simple et le double au cours de la même édition des Jeux.
Quelques semaines après Athènes, le 13 septembre 2004, il atteint son meilleur classement : n°9 mondial.