Als Gewinner von vier Weltmeistertiteln über 1500 m von 1997 bis 2003 sowie drei weiteren Hallenweltmeistertiteln gewann er bei den Olympischen Spielen 2004 in Athen die Goldmedaillen über 1500 m und 5000 m und wurde damit nach dem Finnen Paavo Nurmi der zweite Athlet in der Geschichte, dem das Double in diesen beiden Disziplinen gelang.

Er ist der aktuelle Inhaber der Freiluft-Weltrekorde über 1500 m (3 min 26 s 00), die Meile (3 min 43 s 13) und 2000 m (4 min 44 s 79) und hält zudem die besten Weltleistungen aller Zeiten über 1500 m und die Meile in der Halle.

Seine Dominanz auf der weltweiten Mittelstrecke erstreckte sich von 1996 bis 2004, einem Zeitraum, in dem er acht Jahre in Folge die beste Weltleistung des Jahres über 1500 m von 1996 bis 2003 erzielte und nur drei Niederlagen hinnehmen musste, davon zwei im Finale der Olympischen Spiele 1996 und 2000. Er wurde 2001, 2002 und 2003 von der IAAF zum besten Athleten des Jahres ernannt.

Hicham El Guerrouj ist seit 2004 Mitglied des Internationalen Olympischen Komitees.