A les Olimpíades d'estiu de 2004 a Atenes, Felgueiras es va classificar de nou per als 200 m borboleta eclipsant un recort de la FINA B de 2:13.08 dels Campionats d'Europa
a Madrid. Va desafiar a set altres nedadors en la mateixa prova que Sydney, incloent-hi la favorita a la medalla Éva Risztov de Hongria. Va arribar a la sisena posició amb 0,54 de segon per darrere de la company de Risztov, Beatrix Boulsevicz, igualant el seu millor temps personal de 2:13.08. Felgueiras no va poder avançar a les semifinales, ja que es va situar en la vintena posició general en les preliminares.