בשחייה זכו היפנים ב-11 מדליות, במקום השני בכמות המדליות אחרי ארצות הברית (31 מדליות), אך אף אחת מהן לא הייתה מדליית זהב ולכן דורגה במקום עשירי. ריוסוקה אירייה זכה במדליית כסף במשחה ל-200 מטר גב ובמדליית ארד במשחה ל-100 מטר גב. קוסוקה האגינו זכה במדליית ארד במשחה ל-400 מטר מעורב אישי, וסיים במקום החמישי במשחה ל-200 מטר מעורב אישי. טאקשי מצודה זכה במדליית ארד במשחה ל-200 מטר פרפר וריו טאטיישי עשה זאת במשחה ל-200 מטר חזה. קוסוקה קיטאג'ימה לא הצליח לשמור על תואריו, וסיים במקום הרביעי במשחה ל-200 מטר חזה ובמקום החמישי במשחה ל-100 מטר חזה. קן טקאקווה סיים במקום השישי במשחה ל-200 מטר מעורב אישי, וקזוקי וטנאבה רשם הישג דומה במשחה ל-200 מטר גב. נבחרת השליחים היפנית ל-100X4 מטר מעורב, בה היו חברים אירי, קיטאג'ימה, מצודה וטקורו פוג'י, זכתה במדליית הכסף. בין הנשים בלטה סאטומי סוזוקי, שזכתה במדליית כסף במשחה ל-200 מטר חזה ובמדליית ארד במשחה ל-100 מטר חזה. איה טרקאווה זכתה במדליית ארד במשחה ל-100 מטר גב ונצומי הושי עשתה זאת במשחה ל-200 מטר פרפר. סוזוקי וטרקאווה זכו גם במדליית הארד עם נבחרת השליחות ל-100X4 מטר מעורב.
בקשתות זכה טקהארו פורוקאווה במדליית כסף, ונבחרת הנשים זכתה במדליית ארד. במדליות כסף נוספות זכו שחקניות הבדמינטון בזוגות, נבחרת הגברים בסיף, נבחרת הנשים בטניס שולחן ומרימת המשקולות הירומי מיאקה. קוז'י מורופושי זכה במדליית ארד ביידוי פטיש. ספורטאים יפנים נוספים רשמו הישגים נאים בלונדון, אף שלא זכו במדליות: המתעמל קזוהיטו טנאקה (מקום רביעי במקבילים ומקום שישי בקרב-רב), טניסאית השולחן קאסומי אישיקאווה (מקום רביעי), מסאקי איטו ויאסוהירו אואיאמה (מקום רביעי ומקום חמישי בטרמפולינה), נבחרת השליחים ל-100X4 מטר (מקום חמישי), הג'ודאים טאקוהירו נאקאי וטומוקו פוקומי (מקום חמישי), הנבחרת והדואט בשחייה צורנית (מקום חמישי), לוחמת הטאקוונדו מאיו המאדה (מקום חמישי), המתאבק קניצ'י יומוטו (מקום חמישי), רץ המרתון קטנארו נקאמוטו (מקום שישי), מרימת המשקולות הונאמי מיזואוצ'י (מקום שישי), נבחרת ההתעמלות האומנותית (מקום שביעי), חותר הקאנו טאקויה אנדה (מקום שביעי בסלאלום), נבחרת הנשים בהתעמלות (מקום שמיני), המתעמל יוסוקה טנאקה (מקום שמיני במקבילים), חותר הקאנו נאויה סקאמוטו (מקום שמיני במקצה ל-200 מטר) והטניסאי קאי ניקישורי (הודח ברבע הגמר בידי חואן מרטין דל פוטרו).
בענפי הכדור זכו נבחרות הכדורגל להצלחה. נבחרת הנשים זכתה במדליית הכסף, לאחר שגברה בחצי הגמר על נבחרת צרפת והפסידה במשחק הגמר לארצות הברית. הגברים סיימו במקום הרביעי, לאחר שהפסידו בחצי הגמר למקסיקו ובמשחק על מדליית הארד לקוריאה הדרומית. נבחרת הנשים בכדורעף זכתה במדליית הארד, לאחר שהפסידה בחצי הגמר לנבחרת ברזיל, וגברה על קוריאה הדרומית במשחק על המקום השלישי.
אולימפיאדת ריו דה ז'ניירו (2016).
באולימפיאדת ריו דה ז'ניירו (2016) שיפרה המשלחת היפנית את שיאה עוד יותר, וצברה 41 מדליות. מספר מדליות הזהב עלה ל-12, והיא דורגה במקום השישי בטבלת המדליות, אחרי ארצות הברית, בריטניה, סין, גרמניה ורוסיה.
ההיאבקות המשיך להיות הענף המוביל, עם 7 מדליות, מהן 4 מדליות זהב. כל מדליות הזהב הושגו בידי נשים. קאורי איצ'ו הייתה לאישה הראשונה בהיסטוריה, בכל ענף ספורט שהוא, שזוכה בתואר אולימפי ארבע פעמים ברציפות. לשלוש האלופות האחרות, ארי טוסאקה, ריסאקו קוואי ושרה דושו, היה זה תואר ראשון. סאורי יושידה, ששאפה אף היא לזכות בתואר האולימפי בפעם הרביעית ברציפות, הפסידה במפתיע לאמריקאית הלן מארוליס בשלב הגמר, שהיה בסך הכל ההפסד השלישי שלה בקריירה, ונאלצה להסתפק במדליית כסף. אצל הגברים, זכו ריי היגוצ'י ושינובו אוטה במדליות כסף, טומוהירו אינואה סיים במקום החמישי וסוסוקה טקטאני סיים במקום השביעי.
בג'ודו זכו היפנים ב-12 מדליות מתוך 14 אפשריות, בהן שלוש מדליות זהב. שוהיי אונו, משו בייקר והרוקה טאצ'ימוטו זכו במדליות זהב, היסאיושי הראסווה זכה במדליית כסף, ושמונה ג'ודאים וג'ודאיות זכו במדליות ארד: נאוהיסה טקאטו, מסאשי אבינומה, טקאנורי נגאסה, ריונוסוקה האגה, אמי קונדו, מיסאטו נקאמורה, קאורי מצומוטו וקנאה ימאבה. הג'ודאית היפנית היחידה שהפסידה בקרב על מדליית ארד הייתה מיקו טאשירו, שהפסידה לירדן ג'רבי וסיימה במקום החמישי.
בשחייה זכו היפנים ב-7 מדליות, מהן שתי מדליות זהב. קוסוקה הגינו זכה במדליית הזהב במשחה ל-400 מטר מעורב אישי, במדליית כסף במשחה ל-200 מטר מעורב אישי ובמדליית ארד במשחה השליחים ל-200X4 מטר חופשי, וכן סיים במקום השביעי במשחה ל-200 מטר חופשי. מסאטו סקאי זכה במדליית כסף במשחה ל-200 מטר פרפר ודאיה סטו זכה במדליית ארד ב-400 מטר מעורב אישי וסיים חמישי ב-200 מטר פרפר. אצל הנשים זכתה ריה קנטו במדליית הזהב ב-200 מטר חזה ונצומי הושי זכתה במדליית ארד שנייה ברציפות ב-200 מטר פרפר. איפיי ונטאבה קבע שיא אולימפי ב-200 מטר חזה בשלב חצי הגמר (2:07.22), אך במשחה הגמר סיים רק במקום השישי. שחיינים בולטים נוספים כללו את הירומאסה פוג'ימורי (מקום רביעי ב-200 מטר מעורב אישי), יסוהירו קוסקי (מקום חמישי ב-200 מטר חזה ומקום שישי ב-100 מטר חזה), ריקקו איקיי (מקום שישי ב-100 מטר פרפר), ריוסוקה אירייה (מקום שביעי ב-100 מטר גב ומקום שמיני ב-200 מטר גב), יסונארי היראי (מקום שמיני במשחה ל-10 ק"מ במים פתוחים) וסאקיקו שימיזו (מקום שמיני ב-200 מטר מעורב אישי). השליחים סיימו במקום החמישי במשחה ל-100X4 מטר מעורב אישי ובמקום השמיני במשחה ל-100X4 מטר חופשי, והשליחות סיימו במקום השמיני במשחים ל-100X4 מטר חופשי ול-200X4 מטר חופשי.
המתעמל קוהיי אוצ'ימורה שמר על תוארו בקרב-רב וסיים במקום החמישי בתרגיל הקרקע. קנזו שיראי זכה במדליית ארד בתרגיל הקפיצות וסיים רביעי בתרגיל הקרקע, וריוהיי קאטו סיים שביעי בתרגיל המקבילים. שלושתם היו שותפים למדליית הזהב של הנבחרת היפנית, הראשונה מזה 12 שנים. בתחרויות הנשים, סיימה מאי מורקאמי במקום השביעי בתרגיל הקרקע, אסוקה טראמוטו סיימה במקום השמיני בקרב-רב, ושתיהן סיימו במקום הרביעי ביחד עם הנבחרת בתחרות הנבחרות. נבחרת ההתעמלות האמנותית סיימה במקום השמיני.
שחקניות הבדמינטון מיסאקי מאצוטומו ואיאקה טקהאשי ניצחו בטורניר הזוגות לנשים, וזכו במדליית הזהב האולימפית הראשונה של יפן בענף זה. בטורניר היחידות זכתה נוזומי אוקוהארה במדליית ארד, ואקאנה ימאגוצ'י הודחה בשלב רבע הגמר. גם בטורניר הזוגות לגברים ובטורניר הזוגות המעורבים הודחו הצמדים היפנים בשלב רבע הגמר. נבחרת הגברים בטניס שולחן זכתה במדליית כסף. שחקן הנבחרת ג'ון מיזוטאמי זכה במדליית ארד, וקוקי ניווה הודח ברבע הגמר. נבחרת הנשים זכתה במדליית ארד, ואיי פוקוהארה סיימה במקום הרביעי. באתלטיקה זכתה נבחרת השליחים ל-100X4 מטר במדליית כסף, עם שיא אסיאתי חדש (37.60 שניות). הירואוקי אראי זכה במדליית ארד בהליכה ל-50 ק"מ, דאיסוקה מאצונגה סיים שביעי בהליכה ל-20 ק"מ ודאיצ'י סוואנו סיים שביעי בקפיצה במוט. השחייניות הצורניות יוקיקו אינוי וריסאקו מיצוי זכו בשתי מדליות ארד, הן בדואט והן בתחרות הקבוצתית. מרימת המשקולות הירומי מיאקה זכתה במדליית ארד, שהייתה המדליה האולימפית השנייה שלה. יואיצ'י איטוקאזו סיים במקום הרביעי, מיקיקו אנדו סיימה חמישית וקנאה יאגי סיימה שישית. הטניסאיי קיי נישיקורי זכה במדליית ארד, לאחר שהפסיד בחצי הגמר לאנדי מארי וגבר על רפאל נדאל במשחק על המקום השלישי. חותר הקאנו טאקונה האנדה זכה אף הוא במדליית ארד, בסלאלום, והיה ליפני הראשון שזוכה במדליה אולימפית בענף זה.
ספורטאים יפנים נוספים שבלטו בריו כללו את שחקנית הגולף הארו נומורה שסיימה במקום הרביעי, שייטי ה-470 איי קונדו ומיהו יושיוקה שסיימו במקום החמישי, הקופצת למים מינאמי איטהאשי בת ה-16 שסיימה במקום השמיני בקפיצה מ-10 מטר, סייפי הדקר קזויאסו מינובה ונוזומי נקאנו שהודחו בשלב רבע הגמר ונבחרת הקשתיות שהודחה ברבע הגמר. נבחרת הגברים ברוגבי שביעיות סיימה במקום הרביעי לאחר הפסד 5–20 לפיג'י בחצי הגמר והפסד 14–54 לדרום אפריקה במשחק על מדליית הארד. נבחרת הנשים בכדורסל סיימה במקום השמיני, ושחקנית הנבחרת אסאמי יושידה הייתה מוסרת האסיסטים המצטיינת בטורניר, עם 8.7 בממוצע למשחק. נבחרת הנשים בכדורעף הודחה בשלב רבע הגמר בידי נבחרת ארצות הברית.
אולימפיאדות החורף.
בארבע אולימפיאדות החורף הראשונות בהן השתתפה יפן לא זכה אף ספורטאי יפני במדליה. הקרוב ביותר לכך היה שוזו אישיהארה, שדורג במקום הרביעי בהחלקה מהירה ל-500 מטר באולימפיאדת גרמיש פרטנקירכן (1936). גולש הסקי האלפיני צ'יהארו היגאיה היה היפני הראשון שזוכה במדליה באולימפיאדת חורף, כשזכה במקום השני בתחרות הסלאלום באולימפיאדת קורטינה ד'אמפצו (1956), אך גם הישג זה היה יוצא דופן, ובשלוש האולימפיאדות הבאות שוב לא עמדו יפנים על הפודיום.
באולימפאדת החורף הראשונה שנערכה על אדמת יפן, אולימפיאדת סאפורו (1972), חלקו קופצי סקי יפנים בכל שלוש המדליות בקפיצה מגבעה רגילה. יוקיו קסאיה זכה במדליית הזהב, והיה ליפני הראשון שזוכה במדליית זהב אולימפית במשחקי החורף. אקיצוגו קונו זכה במדליית הכסף, וסייג'י אאוצ'י זכה במדליית הארד.