7月24日至8月8日举行，共分为4个大项并产生22面金牌。本届奥运增加4个小项，分别是新增的男女子自由式小轮车（BMX Freestyle）比赛及自2008年奥运起取消的男女子美式接力赛。
比赛场地.场地自行车比赛原定于东京有明区兴建临时比赛场地，但是为了节省约1亿美金的兴建费用，东京奥运组织委员会决定将场地自行车的比赛场地改为位于伊豆市的现有自行车场。世界单车总会原先并不同意这建议，因为此场地距离东京约120公里，会减低运动员及观众感受奥运的气氛，最终在日本单车总会同意在伊豆