Hace años el cancerbero del América fue considerado por Ricardo La Volpe para ir a Atenas 2004. Sin embargo, en aquella ocasión Jesús Corona ganó la titularidad. Para el proceso de Pekín 2008, era el portero del once de Hugo Sánchez, pero el Tri fracasó en el intento.
La Volpe confió en los porteros juveniles y decidió reforzarse con jugadores de campo: Israel López, Sinha y Omar Bravo. Sin embargo, la selección mexicana no logró pasar de la fase de grupos.
Corona, de 23 años de edad, le ganó la titularidad a Ochoa, quien días antes de Atenas 2004 había cumplido 19 años.
Con Corona en el arco, el Tri empató sin goles ante Malí en su debut en los Juegos Olímpicos. Para el segundo duelo, Corea del Sur los venció 1-0 con gol de Kim Jung-woo y a pesar de que vencieron 2-3 a Grecia, México selló su eliminación al sumar cuatro puntos, uno menos que los africanos y asiáticos, selecciones que aseguraron su clasificación con un empate en la última jornada de la fase de grupos.
Ochoa tuvo la oportunidad de volver a unos Juegos Olímpicos cuatro años después. Aún como futbolista Sub-23, fue parte del equipo de Hugo Sánchez en el Preolímpico de la Concacaf 2008, para clasificar a Pekín 2008.
El Tri fracasó y quedó fuera de aquellos Juegos Olímpicos. Ochoa fue el portero titular de aquel certamen clasificatorio en el que México quedó eliminado en la fase de grupos. Los dirigidos por Hugo Sánchez comenzaron con un empate 1-1 contra Canadá. Luego cayeron 1-2 ante Guatemala y en el tercer partido, a pesar del 5-1 sobre Haití, los canadienses se quedaron con el segundo lugar tras superar a los aztecas por diferencia de goles.
En estos 17 años ha vivido dos procesos olímpicos, pero ninguno pudo debutar. El primero lo vivió como suplente y el segundo, el Tri no clasificó. Sin embargo, ahora en Tokio 2020 podría significar el primer partido de Ochoa en unos Juegos Olímpicos.