Njegov uspjeh u Atini zasjenio je kasnije dopinški skandal, ali je zlatna medalja ostala ipak u njegovom vlasništvu zato jer B-uzorak nije mogao biti testiran, budući da je napravio transfuziju krvi.
Samo par mjeseci nakon Igara ponovo je bio pozitivan na dopinškom testu, na Vuelti u septembru, a u aprilu 2005. godine suspendovan je od strane Antidopinške agencije Sjedinjenih Država na dvije godine. Kazna mu je istekla u septembru 2006. godine, a Hamilton je tada odbijao priznati da se služio dopingom.
Nakon najnovijeg pozitivnog doping-testa Hamilton uopće ne vidi smisao da se brani, štaviše priznaje krivicu da je uzeo steroid DHEA:
- Donio sam lošu odluku. Uzeo sam zabranjena sredstva i prihvatam posljednice. Ljudi u životu griješe i greške prihvatam muški - rekao je američki biciklist, kojem je prijetila nova osmogodišnja suspenzija, pa se odlučio penzionisati.
Osim po zlatu sa OI u Ateni, Hamilton je poznat i po etapnim pobjedama na nekim od najvećih utrka današnjice, Tour de Franceu (2003.) i Giru d'Italiji (2002), a na Giru je ukupno 2002. godine završio na drugom mjestu.