奥运会会徽选用东京英文“Tokyo”、代表团队合作的“Team”、象征美好明天的“Tomorrow”三个词语共同的首字母“T”，在此基础上融合了代表多样性的黑色和代表心脏跃动的红色圆形图案生成。
会徽是从104件应征作品中选出的，设计者为从事美术指导工作的佐野研二郎(42岁)。
2015年9月1日，东京奥组委正式通报弃用2020年东京奥运会会徽设计的决定。
2015年11月24日，东京奥组委开始征集新的官方会徽。网络征集将为期两周左右，12月7日正午截止。 4月5日，广受欢迎的动漫形象哆啦A梦将成为日本申办2020夏季奥运会的特殊大使，任期将到2013年秋天。
哆啦A梦（日语：ドラえもん；日语罗马音：Doraemon）的意思为“守护天使”，作为申奥大使，将会出现在相关的申奥活动、网页宣传中等，甚至在进行申奥陈述时都有可能登台。哆啦a梦的任期到2013年9月7日为止，也就是正式宣布2020年奥运会举办城市之日。
据东京奥申委介绍，“哆啦A梦”体现了日本的一些核心价值观，包括尊重与友谊，而这也同时是奥运的价值观。
“‘哆啦A梦’代表了日本动漫，它在全世界的成功与流行，证明了日本有能力激发与鼓舞更多年轻人，也证明日本有能力举办一届奥运会来更好地弘扬奥运精神并鼓励年轻人追求自己的梦想。”东京2020年奥申委首席执行官水野正人说。 东京新国立竞技场是日本计划中修建的主场。位于日本东京都，将由国立霞丘陆上竞技场重建而来，预定2019年启用。该体育场被选为2020年夏季奥林匹克运动会及2020年夏季残疾人运动会的主场馆，举办开闭幕式、田径等项目。计划容纳8万人，在2014年拆除以前的体育场，2015年开工，预计2019年秋季完工，2020年正式启动。
2015年5月，围绕2020年东京奥运会会场建设计划，日本政府提出大幅调整计划的意见，作为主会场最大设计亮点的可开闭式屋顶可能会被取消。 2013年在申办报告中提出的比赛场馆计划总数为37个。其中，15个场馆利用现有设施，再新建22个场馆。新建设施中，11个场馆为永久设施，11个场馆为临时设施。 体育场馆 竞技项目 容纳人数 备注 新国立竞技场 开幕式、闭幕式、田径、足球、七人制橄榄球 80000人 计划中 国立代代木竞技场 手球 12000人 已有 东京体育馆 台球 8000人 已有 日本武道馆 柔道 11000人 改建 东京国际论坛大楼 举重 5000人 已有 皇家外苑 自行车公路赛 1000人 临时 两国国技馆 拳击 10000人 已有 有明球场 排球 15000人 新建 有明BMX 自行车（BMX） 5000人 临时 有明场地赛场 自行车场地赛 5000人 临时 有明体操竞技场 体操 12000人 临时 有明网球森林公园 网球 A球场1万人、B球场5000人、C球场3000人、D球场2500人 改建 御台场海滨公园 铁人三项、游泳（马拉松） 10000人 临时 潮风公园 沙滩排球 12000人 临时 东京国际展示场A馆 摔跤 10000人 已有 东京国际展示场B馆 击剑、跆拳道 8000人 已有 大曲曲棍球竞技场 曲棍球 10000人 新建 海之森穿越场 马术（越野） 0人 临时 海之森水上竞技场 皮划艇（静水）赛艇 14000人 新设 海之森山地场地 自行车（山地赛） 2000人 临时 若州奥林匹克滨海码头 帆船 2000人 新建 霞关乡村俱乐部 高尔夫 1000人 已有 葛西临海公园 皮划艇（激流） 12000人 新建 梦岛青年广场体育馆A 羽毛球 7000人 新建 梦岛青年广场体育馆B 篮球 18000人 新建 梦岛公园 射箭 7000人 新建 梦岛竞技场 马术 14000人 已有 水上运动中心 游泳（室内）、跳水、花样游泳 20000人 新建 水球竞技场 水球 6500人 临时 朝霞训练场 射击 7600人 临时 东京体育场 足球（预赛）现代五项 50000人 已有 札幌巨蛋 足球（预赛） 41000人 已有 宫城体育场 足球（预赛） 50000人 已有 埼玉2002体育场 足球（预赛） 64000人 已有 横滨国际综合竞技场 足球（预赛） 72000人 已有
