进入21世纪,参与长跑运动的人越来越多,已经成功举办了二十届的北马也在不断优化升级。2000年,除设男、 女全程马拉松项目外,还设立了半程马拉松、10 公里、5 公里和轮椅马拉松、轮椅半程马拉松等共 12 个项目,是项目最全的一届北马比赛。2001年,北马取消了轮椅马拉松项目,此后多年北马基本维持了全程马拉松、半程马拉松、10 公里赛、迷你马拉松这 4 个项目。
除了项目不断调整,比赛路线上在这几年也是多次微调。2000、2001年,比赛均从天安门广场出发,经西长安街从复兴门桥西侧路下桥向南,上西二环路经广安门桥、菜户营桥(10 公里终点),向西上西三环路,向北经丽泽桥、六里桥、花园桥北( 半程马拉松终点 ),至苏州桥进入北三环,至四通桥、蓟门桥、安贞桥、和平东桥,向东南沿东三环路向南至长虹桥下,向东到达朝阳公园结束(2001年,朝阳公园确定为北京奥运会沙滩排球项目候选场地)。2002年,比赛路线有了较大变动。起点依然设在天安门广场,但终点改为国家奥林匹克体育中心体育场,中途经过长安街、钓鱼台、航天桥、昆玉河畔、大运村、亚运村等地标,总体路线平坦、风景秀丽。此后 5 届北马路线基本与此一致。