于2021年7月23日开幕、8月8日闭幕。
国际奥委会在2013年9月7日于阿根廷布宜诺斯艾利斯举行的第125次全体会议上选出东京为该届主办城市。
这是日本继1964年东京奥运后睽违57年再次主办夏季奥运，也是日本第4次举办奥运、以及第6次获得奥运主办权，也使东京成为目前唯一举办两次夏季奥运的亚洲城市、和世界第5个举办两次夏季奥运的城市。
大会的组织机构为第32届夏季奥林匹克运动会组织委员会（TOCOG，简称东京奥组委）。本届赛事原计划于2020年7月24日至8月9日举行，因受2019冠状病毒病疫情影响，国际奥委会与日本政府在2020年3月24日决定延期举行，但“东京2020”的名称不变。
延期举行后，2020年东京夏季奥林匹克运动会与2022年北京冬季奥林匹克运动会的间隔缩短为半年，这是1994年冬季奥运会与夏季奥运会错开举办以来，间隔最短的一次。
由于2019冠状病毒病疫情在全球严重扩散，本届赛事为史上首届延期举行的奥运。除了延期以外，媒体亦曾数度传出日本政府将宣布取消举办本届奥运，改为申办2032年奥运，日本政府和国际奥委会亦多次否认本届奥运将被取消。
日本首相菅义伟在2021年5月10日表示，国际奥委会对本届奥运的举办拥有最终决定权，日本政府的角色是让奥运安全举行。
7月8日，国际奥委会、国际残奥会、东京奥组委、日本政府、东京都政府召开五方会谈，共同宣布在东京都及邻近三县举行的赛事采取无观众比赛，不安排观众进入比赛场馆，此外，在户外举行的比赛项目（如马拉松、竞走、自行车、铁人三项等）也禁止民众在沿途观赛。
口号
2020东京奥运会的口号是“情同与共”（英语：United by Emotion，日语：感动で、私たちはひとつになる）。
这句格言呼吁人们“体育使我们能够克服不同的环境，通过运动员的竞技表现带给我们的喜悦和兴奋等情感，成为一个世界”。