W 1999 wziął udział w Tour de France, a rok później zdobył brązowy medal w jeździe indywidualnej na czas na Igrzyskach Olimpijskich w 2000.
Tour de France W 1999 roku wygrał Tour de France. Ten najcięższy kolarski wyścig świata nieprzerwanie wygrywał rok po roku aż do 2005. W 2005 roku Armstrong po raz siódmy z rzędu wygrał Tour de France, po czym ogłosił, że kończy swoją kolarską karierę. Po trzech latach, 10 września 2008 roku, Lance Armstrong poinformował oficjalnie, że wraca do kolarstwa, by promować walkę z rakiem.
Powrót do kolarstwa i triathlonu thumb|Lance Armstrong na podjeździe pod L’Alpe d’Huez podczas Tour de France 2001
24 września 2008 w Nowym Jorku Armstrong zakomunikował, iż wraca do zawodowego kolarstwa. W 2009 roku jeździł w kazachskiej Astanie „od Australii po Francję”, aby promować światową kampanię na rzecz walki z rakiem. W grupie tej pracował ze starym znajomym, belgijskim dyrektorem sportowym Johanem Bruyneelem, który prowadził go do wszystkich siedmiu zwycięstw w Wielkiej Pętli.
W pierwszym wyścigu po powrocie, zaliczanym do ProTour wieloetapowym wyścigu Tour Down Under 2009, zajął 29. miejsce.