Η δεύτερη σημαντική αναβάθμιση συντελέστηκε λίγο πριν τους Ολυμπιακούς Αγώνες του 2004, οπότε μετατράπηκε σε ένα σύγχρονο προπονητικό κέντρο που φιλοξενεί και παρέχει δυνατότητες προπόνησης ακόμα σε αθλητές και αθλήτριες υψηλού αγωνιστικού επιπέδου. Από τότε πήρε τη μορφή που έχει μέχρι σήμερα, με τις εγκαταστάσεις να περιλαμβάνουν επτά (7) κλειστά προπονητήρια (Καλαθοσφαίρισης, Πάλης, Πυγμαχίας, Τζούντο, Ενόργανης και Ρυθμικής Γυμναστικής, Στίβου και Αρσης Βαρών), τρία (3) ανοικτά προπονητήρια (γήπεδο Χόκεϊ, γήπεδο Στίβου και γήπεδο Ρίψεων), 2 γήπεδα ποδοσφαίρου με προβολείς και ένα κλειστό καταδυτήριο Ολυμπιακών προδιαγραφών, τα οποία καλύπτουν τις ανάγκες της πλειονότητας των αθλητών και εθνικών ομάδων.
Στο συγκρότημα υπαγόταν μέχρι πριν από λίγα χρόνια και το Ολυμπιακό Κέντρο Ιστιοπλοΐας που κατασκευάστηκε πλησίον των εγκαταστάσεων (από τη μεριά της θάλασσας). Επίσης, δημιουργήθηκαν 60 καινούργιοι ξενώνες δυναμικότητας 100 κλινών, ενώ ανακατασκευάστηκαν πλήρως τα υπάρχοντα δωμάτια των ξενώνων, δημιουργώντας ένα συγκρότημα κατοικιών από 98 δίκλινα δωμάτια και 13 σουίτες. Το συνολικό εμβαδόν των παραπάνω εγκαταστάσεων ανέρχεται στα 14.000 τ.μ.
Ωστόσο, μετά τους Ολυμπιακούς Αγώνες, αρκετές από τις εγκαταστάσεις αντιμετώπισαν σοβαρά προβλήματα λειτουργίας και άλλες έπεσαν θύματα κλοπών και λεηλασιών. Αντίθετα, κάποιες εγκαταστάσεις που θεωρήθηκαν... φιλέτα πέρασαν στη δικαιοδοσία της εταρείας «Ολυμπιακά Ακίνητα ΑΕ» και πουλήθηκαν σε ιδιωτικά συμφέροντα, όπως έγινε με το Κέντρο Ιστιοπλοΐας που μετατράπηκε σε μαρίνα για 370 σκάφη.