על אף היעדרותן של מדינות רבות, שבע מדינות ערכו את הופעת הבכורה שלהן באולימפיאדת מוסקבה: אנגולה, בוצוונה, ירדן, לאוס, מוזמביק, סיישל וקפריסין (קפריסין השתתפה עוד קודם לכן במשחקי החורף בלייק פלאסיד, ואלו היו משחקי הקיץ הראשונים בהם השתתפה). זימבבואה חזרה למשחקים לאחר שבשתי האולימפיאדות הקודמות לא הורשתה להשתתף בשל משטר האפרטהייד שהונהג בה באותה תקופה, כאשר נקראה רודזיה.
הישגים ספורטיביים ואירועים בולטים.
במהלך המשחקים נערכו תחרויות ב-23 ענפי ספורט: אופניים, איגרוף, אתלטיקה קלה, ג'ודו, הוקי שדה, היאבקות, הרמת משקולות, התעמלות, חתירה, כדורגל, כדוריד, כדורמים, כדורסל, כדורעף, סיף, קאנו/קיאק, קליעה, קפיצה למים, קרב חמש מודרני, קשתות, רכיבה, שחייה ושיט.
בתחרות סייף ויקטור סידיאק זכה במדליית זהב וזאת בפעם רביעית ברציפות.
אופניים.
אולימפיאדת מוסקבה הייתה האחרונה בה נערכו מרוצי אופניים לגברים בלבד. רוכבים סובייטים זכו ב-3 מתוך 6 מדליות הזהב, ואולם הרוכב היחיד שקבע שיא עולם חדש היה המזרח גרמני לותר תומאס, במרוץ נגד השעון ל-1,000 מטר (1:02.955 דקות).
איגרוף.
המתאגרפים הקובנים זכו בשש מתוך 11 מדליות הזהב האפשריות. עבור טאופילו סטיבנסון, שהתחרה בקטגוריית המשקל של 81 ק"ג ומעלה הייתה זו זכייה שלישית ברציפות בתואר האולימפי, והוא היה המתאגרף השני בהיסטוריה שרשם הישג כזה, אחרי ההונגרי לסלו פאפ. אנחל הררה ורה, שהתחרה בקטגוריית המשקל של עד 60 ק"ג, זכה בתואר בפעם השנייה ברציפות.
אתלטיקה.
במהלך המשחקים נשברו שישה שיאי עולם וחמישה שיאים אולימפיים באתלטיקה.
רוב שיאי הריצה נקבעו בידי נשים. המזרח גרמנייה ברבל ווקל קבעה שיא אולימפי בריצת 200 מטר (22.03 שניות) והייתה שותפה לשיא העולם שקבעה נבחרת השליחות במרוץ ל-100X4 מטר (41.60 שניות). בת ארצה מריטה קוך קבעה שיא אולימפי בריצת 400 מטר (48.88 שניות). הסובייטית נדז'דה אוליזרנקו קבעה שיא עולם בריצת 800 מטר (1:53.43 דקות), ושתי אצניות סובייטיות נוספות קבעו שיאים אולימפיים: טטיאנה קזנקינה בריצת 1500 מטר (3:56.56 דקות) וורה קומיסובה בריצת 100 מטר משוכות (12.56 שניות).
מספר אצנים בריטים בלטו במשחקים, אף שלא שברו שיאים. אלן ולס זכה במדליית הזהב בריצת 100 מטר (בפוטו פיניש) ובמדליית הכסף בריצת 200 מטר. סבסטיאן קו וסטיב אובט, שהיריבות ביניהם על השליטה בריצות הבינוניות החלה להתפתח באותן שנים, זכו אף הם במדליות: קו ניצח בריצת 1500 מטר וזכה במדליית כסף בריצת 800 מטר, ואילו אובט ניצח בריצת 800 מטר, וזכה במדליית ארד בריצת 1500 מטר. האתיופי מירוטס איפטר ניצח הן בריצת 5000 מטר והן בריצת 10000 מטר. רץ המרתון המזרח גרמני ולדמאר סירפינסקי היה לרץ השני בהיסטוריה שזוכה בתואר האולימפי בשתי אולימפיאדות רצופות.
בענפי השדה נקבעו שלושה שיאי עולם חדשים. המזרח גרמני גרד וסינג קבע שיא עולם בקפיצה לגובה (2.36 מ'), הסובייטי יורי סדיך קבע שיא עולם ביידוי פטיש (81.80 מ') והפולני ולדיסלב קוזקייביץ' קבע שיא עולם בקפיצה במוט (5.78 מ'). זכייתו של קוזקייביץ' הייתה לאחר מאבק צמוד בינו לבין הקופץ הסובייטי קונסטנטין וולקוב. הקהל באצטדיון קרא קריאות בוז ושרק לעברו של קוזקייביץ', כדי להוציאו מריכוז. אף על פי כן ניצח קוזקייביץ', ומיד לאחר הקפיצה ביצע תנועה מגונה לעבר הקהל. עד היום מכונה תנועה זו בפולין "מחוות קוזקייביץ'" (gest Kozakiewicza). לאחר האירועים דרש השגריר הסובייטי בוורשה מממשלת פולין לשלול מקוזקייביץ' את המדליה, בשל "העלבת העם הסובייטי". בתגובה, טענו הפולנים כי מדובר בתנועה בלתי רצונית שנבעה מהמאמץ שהפעיל.
שיא העולם האחרון נקבע בידי הסובייטית נדז'דה טקצ'נקו בקרב חמש (5083 נקודות). בנוסף, קבעה המזרח גרמנייה אילונה שוקנכט-סלופיאנק שיא אולימפי בהדיפת כדור ברזל (22.41 מ').
ג'ודו.
בהיעדרה של יפן מהמשחקים, הובילה ברית המועצות את טבלת המדליות. הייתה זו אחת משתי הפעמים היחידות בהיסטוריה של המשחקים (לצד אולימפיאדת סיאול (1988)), בה מדינה שאינה יפן מובילה את טבלת המדליות בג'ודו. שני ג'ודוקות זכו בשתי מדליות. הצרפתי אנג'לו פאריזי זכה במדליית זהב בקטגוריית המשקל של 95 ק"ג ומעלה, ואילו המזרח גרמני דיטמר לורנץ זכה במדליית ארד בקטגוריית המשקל של עד 95 ק"ג. שניהם נפגשו בקרב הגמר של קטגוריית המשקל הפתוחה, וידו של לורנץ הייתה על העליונה.
הוקי שדה.
לראשונה נערך במשחקים גם טורניר הוקי שדה לנשים. נבחרת זימבבואה, אשר כלל לא הייתה אמורה להשתתף במשחקים, ונקראה למלא את מקומה של נבחרת שהחרימה את המשחקים, זכתה במפתיע במדליית הזהב, אף שהחלה להתאמן רק שבוע לפני המשחקים. בטורניר הגברים ניצחה נבחרת הודו, בפעם השמינית בתולדותיה, והראשונה מאז אולימפיאדת טוקיו (1964).
התעמלות מכשירים.
כל המדליות שהוענקו בתחרויות הנשים נחלקו בין מתעמלות מברית המועצות, רומניה וגרמניה המזרחית. נדיה קומנץ' ונלי קים חלקו במדליית הזהב בתרגיל הקרקע. קים הייתה שותפה גם לזכייה הקבוצתית של הנבחרת הסובייטית במדליית הזהב, ואילו קומנץ' זכתה גם במדליית זהב בתרגיל הקורה ובמדליות כסף בקרב-רב ועם הנבחרת הרומנית בתחרות הקבוצתית. ילנה דווידובה זכתה במדליית הזהב בקרב-רב ובמדליית כסף בתרגיל הקורה, נטליה שפושניקובה זכתה במדליית הזהב בסוס הקפיצות ובמדליות ארד בתרגילי הקרקע והקורה. מקסי גנאוק זכתה במדליית הזהב במקבילים, במדליית כסף בקרב-רב ובמדליות ארד בתרגיל הקרקע, ועם הנבחרת המזרח גרמנית בתרגיל הקבוצתי.
בין הגברים נהנו המתעמלים הסובייטים מדומיננטיות. במיוחד בלט אלכסנדר דיטיאטין, שזכה במדליות בכל אחד משמונה המקצועות בהם נערכו תחרויות: מדליות זהב בקרב-רב, בתרגיל הטבעות, ועם הנבחרת הסובייטית בתחרות הקבוצתית; מדליות כסף בתרגילים על סוס הסמוכות, סוס הקפיצות, המקבילים והמתח; מדליית ארד בתרגיל הקרקע. דיטיאטין היה הספורטאי הראשון בהיסטוריה שזכה בשמונה מדליות באולימפיאדה אחת (מאוחר יותר עשה זאת רק השחיין מייקל פלפס, באולימפיאדת אתונה (2004) ובאולימפיאדת בייג'ינג (2008). שבע המדליות האישיות בהן זכה באולימפיאדה אחת מהוות שיא שאף ספורטאי אחר לא הצליח להשוות עד כה.
מתעמלים נוספים שבלטו במוסקבה כללו את ניקולאי אנדריאנוב (מדליית זהב בסוס הקפיצות, מדליות כסף בתרגיל הקרקע ובקרב-רב, מדליית ארד במתח) ואלכסנדר טקאצ'ב (מדליית זהב במקבילים ומדליית כסף בטבעות).
משחקי כדור.
חמש נבחרות סובייטיות זכו במדליות זהב במשחקי הכדור. נבחרות הכדורעף זכו שתיהן בתואר בפעם בשלישית בתולדותיהן. נבחרות הנשים בכדוריד ובכדורסל זכו בתואר האולימפי בפעם השנייה ברציפות. נבחרת הכדורמים זכתה אף היא בתואר האולימפי, בפעם השנייה בתולדותיה.
שלוש הנבחרות האחרות שזכו במדליות זהב במשחקי כדור היו אף הן מהגוש המזרחי, ולשלושתן הייתה זו זכייה ראשונה (ואחרונה) בתולדותיהן: נבחרת צ'כוסלובקיה בכדורגל, נבחרת יוגוסלביה בכדורסל ונבחרת גרמניה המזרחית בכדוריד.
שחייה.
עשרה שיאי עולם ושמונה שיאים אולימפיים נקבעו בבריכת השחייה במוסקבה. בהיעדרה של ארצות הברית, הובילה גרמניה המזרחית את טבלת המדליות.
המזרח גרמנייה ברברה קראוזה קבעה שיא עולם במשחה ל-100 מטר חופשי (54.79 שניות; השחיינית הראשונה שעשתה זאת בפחות מ-55 שניות) ושיא אולימפי במשחה ל-200 מטר חופשי (1:58.33 דקות). אינס דירס קבעה שיא אולימפי במשחה ל-400 מטר חופשי (4:08.76 דקות). שתיהן היו שותפות לשיא העולם שקבעה הנבחרת המזרח גרמנית ב-100X4 מטר חופשי (3:42.71 דקות). מזרח גרמנייה נוספת, ריקה רייניש קבעה ארבעה שיאי עולם במשחי הגב: כשחיינית ראשונה במשחה שליחות 4x100 מטר מעורב היא השוותה את השיא העולמי במשחה ל-100 מטר גב (1:01.51 דקות), לאחר מכן היא שיפרה אותו בשלב המוקדמות (1:01.50 דקות) ובשלב הגמר (1:00.86 דקות), ובמשחה ל-200 מטר גב (2:11.77 דקות). היא אוטה גווניגר, אנדריאה פולק וקארן מטשוק היו שותפות לשיא העולם שקבעה הנבחרת המזרח גרמנית ב-100X4 מטר מעורב (4:06.67 דקות). פטרה שניידר קבעה שיא עולם במשחה ל-400 מטר מעורב אישי (4:36.29 דקות) ואינס גייסלר קבעה שיא אולימפי במשחה לחצי המרחק (2:10.44 דקות). שתי שחייניות נוספות קבעו שיאים אולימפיים: האוסטרלית מישל פורד, במשחה ל-800 מטר חופשי (8:28.90 דקות) והסובייטית לינה קאסיוסטיה, במשחה ל-200 מטר חזה (2:29.54 דקות). במשחי המוקדמות קבעה גווניגר שיא עולם במשחה ל-100 מטר חזה (1:10.11 דקות). היא ניצחה גם במשחה הגמר, אך לא הצליחה לשחזר את התוצאה.
בקרב הגברים נשברו פחות שיאים. את שיא העולם היחיד קבע הסובייטי ולדימיר סלניקוב, במשחה ל-1500 מטר חופשי (14:58.27 דקות). סלניקוב קבע גם שיא אולימפי במשחה ל-400 מטר חופשי (3:51.31 דקות). שיאים אולימפיים נוספים נקבעו על ידי סרגיי קופליאקוב (1:49.81 דקות במשחה ל-200 מטר חופשי) ואלכסנדר סידורנקו (4:22.89 דקות במשחה ל-400 מטר מעורב אישי). השחיין ההונגרי שאנדור ולאדר ניצח במשחה ל-200 מטר גב שבוע לאחר יום הולדתו ה-17, והוא היה צעיר האלופים האולימפיים במשחקים כולם (גברים).
מדליות.
מארחת המשחקים, ברית המועצות, גרפה את המספר הגבוה ביותר של מדליות. הייתה זו הפעם החמישית שברית המועצות ניצבת בראש טבלת המדליות, והשלישית ברציפות. ההישג - 195, מהן 80 מדליות זהב - הוא ההישג הגבוה ביותר שלה.
ספורטאים מ-36 מבין 80 המדינות שהשתתפו במשחקים זכו במדליות. עבור שלוש מדינות, הייתה זו זכייה ראשונה: זימבבואה (מדליית זהב בהוקי שדה), טנזניה (שתי מדליות כסף באתלטיקה) וגיאנה (מדליית ארד באיגרוף).