In 2004 plaatste Brown-Trafton zich voor de Olympische Spelen van Athene door tweede te worden bij de Amerikaanse trials. Op de Spelen sneuvelde ze in de kwalificatieronde met een beste poging van 58,54 m. Vier jaar later verging het haar veel beter op de Olympische Spelen van Peking. Met 64,74 versloeg ze de CubaanseYarelis Barrios (zilver; 63,64) en de OekraïenseOlena Antonova (brons; 62,59). Opmerkelijk is dat ze voor haar olympische titel nimmer uitkwam op de wereldkampioenschappen, noch een Amerikaanse seniorentitel won. Bij haar derde olympische deelname, de Olympische Spelen van Londen, plaatste ze zich met 64,89 voor de finale. Daar kwam ze niet verder dan 63,01 en moest ze genoegen nemen met een achtste plaats.
Stephanie Brown-Trafton werkt op de ICT-afdeling van het bedrijf Sycamore Environmental Consulting en woont in het CalifornischeGalt.