Podczas igrzysk olimpijskich w Salt Lake City zdobył srebrny medal na normalnej skoczni i zajął 4. miejsce na dużej. W konkursie drużynowym Niemcy z Hannawaldem w składzie zdobyli złoty medal, wyprzedzając Finlandię o 0,1 punktu. 9 marca 2002 na mistrzostwach świata w lotach w Harrachovie Hannawald po raz drugi z rzędu zdobył tytuł mistrza świata, wyprzedzając w złożonym z dwóch serii (zamiast zaplanowanych czterech) konkursie Schmitta i Mattiego Hautamäkiego. W łącznej klasyfikacji Pucharu Świata zajął drugie miejsce. Zdobył 1259 punktów i przegrał z Adamem Małyszem o 216 punktów.
Sezon 2002/2003 Sezon 2002/2003 rozpoczął w Ruce od dwóch miejsc poza trzydziestką – w drugim konkursie zajął ostatnie, 50. miejsce, po skoku na odległość 58 metrów. Spowodowało to, że trener reprezentacji Niemiec Reinhard Heß wycofał Hannawalda z kolejnych konkursów Pucharu Świata w Trondheim. Hannawald powrócił po dwóch tygodniach, zajmując na skoczni w Titisee-Neustadt miejsca 17. i 4. W Engelbergu zajął 3. miejsce pierwszego dnia, nazajutrz zaś odniósł pierwsze zwycięstwo w sezonie. 51. Turniej Czterech Skoczni rozpoczął od zwycięstwa na skoczni w Oberstdorfie. 1 stycznia 2003 w Garmisch-Partenkirchen upadł w jednym ze skoków i zajął 12. miejsce. W austriackich konkursach turnieju był 4. i 2.