Tại các giải đấu lớn mang đẳng cấp quốc tế như Olympic Tokyo, SEA Game 32, võ sĩ Nguyễn Thị Tâm đều không có được sự thể hiện tốt. Trong trận ra quân ASIAD 19 môn quyền anh hạng cân 50 kg, cô cũng ngậm ngùi dừng bước sớm khi chạm trán đối thủ đẳng cấp.
Việc dính chấn thương đầu gối tại SEA Game 32 hồi tháng 5 ảnh hưởng không nhỏ đến phong độ thi đấu của võ sĩ gốc Thái Bình. Những bước di chuyển của cô thiếu đi sự linh hoạt vốn có, dẫn đến việc để đối thủ áp đảo trong trận đấu.
Nhà vô địch quyền anh thế giới Nikhat Zareen thi đấu "trên cơ" hoàn toàn so với Nguyễn Thị Tâm. Võ sĩ Ấn Độ thu về 5 điểm 10 từ tổ trọng tài trong hiệp một. Trong hai hiệp thi đấu còn lại, đại diện Việt Nam nỗ lực kéo lại thế trận với những đòn tấn công liên tục vào mạn sườn. Tuy nhiên, đối thủ của cô di chuyển linh hoạt, không để võ sĩ Việt Nam có cơ hội bứt phá. Chung cuộc, Nikhat Zareen giành chiến thắng với tỷ số 30-25, 30-25, 30-24, 30-24 và 30-24 từ quyết định của trọng tài.
Thất bại ngay ở trận ra quân khiến Nguyễn Thị Tâm bỏ lỡ một cơ hội để tranh vé dự Olympic Paris 2024. Trước đó, Liên đoàn quyền anh thế giới (IBA) đã thông báo 2 VĐV có thành tích tốt nhất ở mỗi hạng cân tại giải vô địch thế giới sẽ giành quyền tham dự Olympic Paris 2024. Khi đó, Nguyễn Thị Tâm xuất sắc đạt ngôi vị á quân và trở thành đại diện Việt Nam đầu tiên giành suất dự Olympic.
Tuy nhiên, đến cuối tháng 6/2023, Ủy ban Olympic quốc tế (IOC) đã chính thức thông qua quyết định xóa tư cách quản lý môn boxing cấp độ Olympic của Liên đoàn quyền anh thế giới (IBA) và tổ chức giải đấu riêng cho vòng loại Thế vận hội Paris 2024. Vì vậy, vé dự Olympic của Nguyễn Thị Tâm và những võ sĩ đạt thành tích cao khác tại giải vô địch thế giới bị hủy bỏ.
Với việc phải dừng bước sớm tại ASIAD 19, Nguyễn Thị Tâm chỉ còn hy vọng tham dự Olympic Paris 2024 ở hai vòng loại do Ủy ban Olympic quốc tế (IOC) tổ chức.