טוקיו זכתה לארח את המשחקים האולימפיים הראשונים שנערכו ביבשת אסיה. הקיסר הירוהיטו פתח את המשחקים שסימנו את הפיוס העולמי עם יפאן של אחרי מלחמת העולם השניה. מדליק המשואה האולימפית היה צעיר שנולד ליד הירושימה ביום בו הוטלה הפצצה הגרעינית. דרום אפריקה לא הוזמנה למשחקים בגין שלטון האפרטהייד שהנהיגה. גם צפון קוריאה ואינדונזיה לא הוזמנו למשחקים עקב השתתפותן במשחקים לא רשמיים שנערכו שנה קודם. ג'ודו וכדורעף הוספו ללוח הענפים האולימפיים.
בבריכה שוב שלטו השחיינים האמריקאים והשחייניות האוסטרליות. דון שולאנדר, בן 18 מארה"ב, זכה בארבע מדליות זהב, שתיים מהן אישיות כדי להפוך לספורטאי המצליח ביותר במשחקים. שרון סטודר מארה"ב קטפה 3 מדליות זהב ואחת מכסף והאוסטרלית דון פרייזר זכתה בתואר האולימפי השלישי שלה ברציפות במשחה ל-100 מטר חופשי. בסך הכל נשברו 12 שיאים עולמיים ו-6 אולימפיים בבריכה בטוקיו.
זורק הדיסקוס אל אורטר מארה"ב השלים את זכייתו האולימפית השלישית (מתוך ארבע) ברציפות. האתיופי אבבה ביקילה שב וזכה במרתון, ארבע שנים אחרי שעשה זאת יחף באולימפיאדת רומא. הפעם לבש ביקילה נעליים וגרביים. בוב הייז האמריקאי הציב את השיא העולמי במאה מטר על 10 שנ' עגולות. פטר סנל הניו זילנדי שמר על תוארו האולימפי ב-800 מטר והוסיף גם את התואר ב-1,500 מטר.
המתעמלת הרוסיה לריסה לטיינינה סיימה את הקריירה האולימפית שלה עם שתי מדליות זהב, שתיים מכסף ושתיים מארד, מספר המדליות הרב ביותר של ספורטאי בטוקיו. המתעמל היפאני יוקיו אנדו גרף 3 מדליות זהב ואחת מכסף והצ'כית ורה קסלבסקה התחילה בצבירת המדליות כשקטפה 3 מזהב ואחת מכסף. הפתעה גדולה נרשמה בתחרויות הג'ודו, כשהיפאנים לא זכו במדליית זהב בתחרות הפתוחה. אנטוניוס גיסינק מהולנד ניצח בתחרות.