Vier jaar later, bij de Olympische Spelen van Athene (2004), bleek Mocanu als gevolg van ziekte niet in staat haar titels te verdedigen. Haar internationale doorbraak beleefde de pupil van trainster Laura Sachelarie in 1999, bij de Europese kampioenschappen langebaan (50 meter) in Istanboel, waar ze als derde eindigde op de 100 meter vlinderslag (1.00,02). Net als haar landgenotes en collega-zwemsters Camelia Potec en Beatrice Căslaru is Mocanu afkomstig uit de stad Brăila.