הסיבה העיקרית לירידה בהישגים נעוצה בהישגיה של המארחת יפן בענף ההתעמלות, שהגיעו על חשבונה. אף על פי כן, הגיעו המתעמלים הסובייטים להישגים גבוהים גם במשחקים אלה. הם צברו 19 מדליות, אך רק 4 מהן מזהב. לטינינה השיגה גם הפעם מדליות בכל התחרויות האפשריות: מדליית זהב שלישית ברציפות בתרגיל הקרקע, במדליות כסף בקרב-רב ובקפיצות ובמדליות ארד בקורה ובמקבילים המדורגים, וכן מדליית זהב בתחרות הקבוצתית. בכך, הגיעה לטינינה למאזן אולימפי כולל של 18 מדליות (מהן 9 מדליות זהב), מאזן שאף מתעמלת אחרת לא הצליחה להשיג עד היום. פולינה אסטחובה זכתה במדליית כסף בקרקע ובמדליית ארד בקרב-רב, וטמרה מנינה זכתה במדליית כסף בקורה, ושתיהן היו שותפות גם לזכייה הקבוצתית במדליית הזהב. שחאלין זכה בארבע מדליות, אך הפעם ניצח רק בתרגיל המתח. בקרב-רב חלק את מדליית הכסף עם ויקטור ליסיצקי ועם היפני שוג'י צורומי, וכן זכה במדליית כסף בתחרות הקבוצתית ובמדליית ארד בטבעות. ליסיצקי עצמו זכה במדליות כסף נוספות בקרקע ובקפיצות. יורי טיטוב זכה במדליית כסף במתח ויורי צפנקו זכה במדליית ארד בסוס הסמוכות.
האתלטים הסובייטים צברו 18 מדליות, מהן 5 מדליות זהב. טמרה פרס זכתה במדליית זהב שנייה ברציפות בהדיפת כדור ברזל, וניצחה גם בזריקת דיסקוס. בשניהם קבעה שיאים אולימפיים (18.14 מטר ו-57.57 מטר, בהתאמה). אחותה הצעירה, אירינה, זכתה במדליית זהב בקרב חמש (הגרסה המוקדמת של קרב שבע) וקבעה בו שיא עולם (4,956 נקודות). גלינה זיבינה זכתה במדליה האולימפית השלישית שלה, מדליית ארד בהדיפת כדור ברזל, וילנה גורצ'קובה זכתה במדליית ארד בזריקת דיסקוס, 12 שנים אחרי שרשמה הישג דומה בהלסינקי. שלוש אתלטיות נוספות זכו במדליות ארד, טטיאנה שצ'לקנובה בקפיצה לרוחק, טאיסיה צ'נצ'יק בקפיצה לגובה וגלינה ביסטרובה בקרב חמש. שני אתלטים סובייטים קבעו שיאים אולימפיים: ולרי ברומל בקפיצה לגובה (2.18 מטר) ורומואלד קלים ביידוי פטיש (69.74 מטר). ריין אאון זכה במדליית כסף בקרב עשר, ובקפיצה משולשת זכה אולג פדוסייב במדליית כסף וויקטור קרבצ'נקו במדליית ארד. ולדימיר גולובניצ'ני איבד את תוארו בהליכה ל-20 ק"מ, אך זכה במדליית ארד, ואיגור טר-אובניסיאן זכה במדליית ארד שנייה ברציפות בקפיצה לרוחק. במדליות ארד נוספות זכו אנטולי מיכאילוב (ריצת 110 מטר משוכות), איוואן בליאייב (ריצת 3000 מטר משוכות) ויאניס לוסיס (הטלת כידון).
ארבעה מרימי משקולות סובייטים זכו במדליות זהב בטוקיו: אלכסיי וחונין, רודולף פליוקפלדר, ולדימיר גולובנוב ולאוניד ז'בוטינסקי. סגנו של ז'בוטינסקי היה יורי ולאסוב, שאיבד את תוארו מרומא. ולדימיר קפלונוב וויקטור קורנצוב זכו אף הם במדליות כסף. בהיאבקות, זכו הסובייטים ב-10 מדליות: אנטולי קולסוב, אלכסנדר מדבד ואלכסנדר איוואניצקי זכו במדליות זהב, ולאדלן טרוסטיאנסקי, רומן רורואה, אנטולי רושצ'ין וגוראם סגרדזה זכו במדליות כסף, ודוד גוואנצלדזה, איידין איברהימוב ונודאר חוחאשווילי זכו במדליות ארד. המתאגרפים זכו בתשע מדליות. בוריס לגוטין שיפר את הישגו מרומא וזכה במדליית זהב, ובמדליות זהב נוספות זכו ולרי פופנצ'נקו וסטניסלב סטפשקין. וליקטון ברניקוב, יבגני פרולוב, ריצ'רדס טמוליס ואלכסיי קיסליוב זכו במדליות כסף, ובמדליות ארד זכו סטניסלב סורוקין וואדים ימליאנוב, שהפסיד בחצי הגמר לג'ו פרייז'ר.
בסיף, זכו נבחרות הגברים ברומח ובחרב במדליות זהב, ונבחרת הנשים ברומח זכתה במדליית כסף. בתחרויות היחידים זכה גריגורי קריס במדליית זהב בדקר, גוראם קוסטבה זכה במדליית ארד באותה תחרות, ואומיאר מאווליחנוב זכה במדליית ארד בחרב. הקיאקיסטית לודמילה פינאיבה זכתה במדליית זהב במקצה היחידות, כמו גם רביעיית הקיאקיסטים וצמד חותרי הקאנו אנדריי חימיץ' וסטפן אושצ'פקוב. במקצה הקאנו ליחידים זכה יבגני פניאייב במדליית ארד. בחתירה, זכה ויאצ'יסלב איוואנוב במדליית זהב שלישית ברציפות, ובתחרות הזוגות זכו בוריס דוברובסקי ואולג טיורין במדליית זהב.
גלינה פרוזומנשיקובה הייתה לשחיינית הראשונה מברית המועצות שזכתה במדליית זהב במשחקים האולימפיים לאחר שניצחה במשחה ל-200 מטר חזה בשיא אולימפי חדש (2:46.4 דקות). הזוכה במדליית הארד במשחה זה הייתה אף היא סובייטית, סווטלנה בבנינה, והיא זכתה במדליית ארד נוספת עם נבחרת השליחות ל-100X4 מטר מעורב. גאורגי פרוקופנקו זכה במדליית כסף במשחה ל-200 מטר חזה לגברים.
בקרב חמש מודרני זכתה הנבחרת הסובייטית במדליית זהב, ושניים מחבריה זכו במדליות אישיות: איגור נוביקוב זכה במדליית כסף ואלברט מוקייב זכה במדליית ארד. החבר השלישי בנבחרת, ויקטור מינייב, סיים במקום החמישי. שני קלעים זכו במדליות כסף, שוטה קווליאשווילי בירי מ-300 מטר בשלושה מצבים ופבלס סניצ'בס בטראפ. במדליית כסף נוספת זכו רוכבי אופני הטנדם ויקטור לוגונוב ואימאנץ בודנייקס. הרוכב סרגיי פילטוב איבד את תוארו בדרסאז', אך זכה בשתי מדליות ארד, בתחרות האישית והקבוצתית. ארבעה ג'ודאים זכו במדליות ארד, היהודי אהרון בוגוליובוב, אולג סטפנוב, פרנאוז צ'יקווילאדזה ואנזור קיקנדזה. במדליית ארד נוספת זכתה הקופצת למים גלינה אלכסייבה, בקפיצה מ-10 מטר.
במשחקים אלה נערכו לראשונה תחרויות כדורעף. נבחרת הגברים זכתה במדליית זהב, לאחר ניצחון על נבחרת צ'כוסלובקיה, ואילו נבחרת הנשים זכתה במדליית כסף, לאחר הפסד למארחת יפן. נבחרת הכדורסל זכתה במדליית כסף רביעית ברציפות, לאחר ניצחון על נבחרת ברזיל בחצי הגמר והפסד רביעי ברציפות לנבחרת ארצות הברית בשלב הגמר, ואילו נבחרת הכדורמים הסתפקה במדליית ארד, לאחר שדורגה בבית הגמר אחרי נבחרות הונגריה ויוגוסלביה.
אולימפיאדת מקסיקו סיטי (1968).
גם באולימפיאדת מקסיקו סיטי דורגה ברית המועצות במקום השני בטבלת המדליות, לאחר ש-313 הספורטאים ששלחה חזרו עם 91 מדליות, מהן 29 מדליות זהב. המשחקים נערכו לאחר פלישתן של ברית המועצות ומדינות נוספות בברית ורשה לצ'כוסלובקיה, לשם דיכוי "האביב של פראג", אך בניגוד לפלישה להונגריה, שאירעה 12 שנים קודם לכן, אף מדינה לא החרימה בשל כך את המשחקים. המחאה זכתה לביטוי באופן מינורי, בידי המתעמלת הצ'כוסלובקית ורה צ'סלבסקה, שעוד קודם למשחקים הביעה תמיכה פומבית בדמוקרטיזציה של מדינתה. צ'סלבסקה, שזכתה במדליות כסף בתרגילי הקרקע והקורה, הרכינה ראשה על דוכן המדליות בעת שנשמע ההמנון הסובייטי. לאחר ששבה למולדתה הושעתה מפעילות ספורטיבית.
ההתעמלות הייתה גם הפעם הענף הבולט ביותר, והמתעמלים הסובייטים זכו ב-18 מדליות, מהן חמש מדליות זהב. הצטיינו במיוחד בני הזוג וורונין. מיכאיל וורונין זכה ב-2 מדליות זהב, בקפיצות ובמתח, במדליות כסף בקרב-רב, במקבילים, בטבעות ובתחרות הקבוצתית, ובמדליית ארד בסוס הסמוכות). רעייתו, זינאידה וורונינה, זכתה במדליית זהב בתחרות הקבוצתית, במדליית כסף בקרב-רב ובמדליות ארד במקבילים המדורגים ובקפיצות. חברתה לנבחרת, נטליה קוצ'ינסקיה, זכתה אף היא בארבע מדליות, מדליות זהב בתחרות הקבוצתית ובקורה, ובמדליות ארד בקרב-רב ובקרקע. לריסה פטריק זכתה במדליית זהב בקרקע ובמדליית ארד בקורה, ואצל הגברים, פרט לוורונין זכו במדליות גם ויקטור קלימנקו (מדליית ארד במקבילים) וסרגיי דיומידוב (מדליית ארד בקפיצות).
האתלטים הסובייטים זכו ב-13 מדליות, מהן 3 מדליות זהב. ויקטור סנייב קבע שיא עולם בקפיצה משולשת (17.39 מטר), יאניס לוסיס קבע שיא אולימפי בהטלת כידון (90.10 מטר) ובמדליית הזהב השלישית זכה ולדימיר גולובניצ'ני בהליכה ל-20 ק"מ, שהשיב לעצמו את התואר בו זכה ברומא. הלך נוסף, ניקולאי סמאגה, זכה במדליית ארד בתחרות זו. רומואלד קלים איבד את תוארו ביידוי פטיש וזכה במדליית כסף, ושני אתלטים נוספים זכו במדליות ארד, ולנטין גברילוב בקפיצה לגובה ואדוארד גושצ'ין בהדיפת כדור ברזל. בין האתלטיות, המצליחה ביותר הייתה אנטונינה לזרבה, שזכתה במדליית כסף בקפיצה לגובה. במדליית הארד בתחרות זו זכתה ולנטינה קוזיר. במדליות ארד נוספות זכו טטיאנה טלישבה (בקפיצה לרוחק), נטליה פצ'ונקינה (בריצת 400 מטר), נדז'דה צ'יז'ובה (בהדיפת כדור ברזל) ונבחרת השליחות ל-100X4 מטר.
המתאבקים זכו בתשע מדליות. אלכסנדר מדבד שמר על תוארו, רומן רורואה שיפר את הישגו מטוקיו, וזכה אף הוא במדליית זהב, ובמדליית זהב שלישית זכה בוריס גורביץ'. אנטולי רושצ'ין זכה במדליית כסף שנייה ברציפות, ובמדליות כסף נוספות זכו שוטה לומידזה, ולדימיר בקולין, ולנטין אולניק וניקולאי יקובנקו. איוואן קוצ'רגין זכה במדליית ארד. מרימי המשקולות זכו בשש מדליות: לאוניד ז'בוטינסקי זכה במדליית זהב שנייה ברציפות, ויקטור קורנצוב שיפר את הישגו מטוקיו וזכה במדליית זהב, ובמדליית זהב שלישית זכה בוריס סליצקי. דיטו שנידזה, ולדימיר בליאייב ויאן טאלץ זכו במדליות כסף. גם המתאגרפים הסובייטים זכו בשש מדליות. בוריס לגוטין זכה במדליית זהב שנייה ברציפות, שהייתה המדליה האולימפית השלישית שלו, וולריאן סוקולוב ודניאל פוזניאק זכו אף הם במדליות זהב. אלכסיי קיסליוב זכה במדליית כסף שנייה ברציפות, ויונאס צ'פוליס זכה אף הוא במדליית כסף. ולדימיר מוסלימוב זכה במדליית ארד.