הקלע וסילי בוריסוב שיפר את הישגיו מהלסינקי, וזכה במדליית זהב בירי מ-300 מטר בשלושה מצבים ובמדליית כסף בירי מ-50 מטר בשכיבה. סגנו בירי מ-300 מטר היה אלן ארדמן. ויטלי רומננקו זכה במדליית זהב בירי במטרה דמוית אייל נע, וולדימיר סרוויוגין זכה במדליית הארד בתחרות זו. במדליית זהב שלישית זכה אנטולי בוגדנוב, בירי מ-50 מטר בשלושה מצבים. יבגני צ'רקסוב זכה במדליית כסף בירי באקדח אש מהירה ומחמוד אומרוב רשם הישג דומה בירי באקדח מ-50 מטר.
שלושה מרימי משקולות זכו במדליות זהב: איגור ריבק, פדור בוגדנובסקי וארקדי וורובייב, ששיפר את הישגו מהלסינקי. ארבעה מרימי משקולות נוספים זכו במדליות כסף: ולדימיר סטוגוב, יבגני מינייב, ראוויל חבוטדינוב ווסיליס סטפנובס. באיגרוף זכו הסובייטים בשש מדליות: ולדימיר ספרונוב, ולדימיר ינגיבריאן וגנאדי שטקוב זכו במדליות זהב, לב מוחין זכה במדליית כסף, ואנטולי לגטקו ורומלדאס מוראוסקאס זכו במדליות ארד. חותרי הקאנו פבל חארין וגרציאן בוטב זכו במדליית זהב במקצה הזוגות ל-10,000 מטר ובמדליית כסף במקצה הזוגות ל-1,000 מטר. גנאדי בוחארין זכה במדליות ארד בשני המקצים המקבילים ליחידים. הקיאקיסט איגור פיסרוב זכה במדליית כסף במקצה היחידים ל-1,000 מטר, והצמד אנטולי דמיטקוב ומיכאיל קאלסטה זכה במדליית כסף במקצה המקביל לזוגות. בתחרות הקיאקים היחידה לנשים, ל-500 מטר, ניצחה יליזבטה דמנטייבה. בחתירה, זכה ויאצ'סלב איוואנוב בן ה-18 במדליית זהב, כמו גם צמד החותרים אלכסנדר ברקוטוב ויורי טיוקלוב. צמד נוסף, ויקטור איוואנוב ואיגור בולדקוב, זכה במדליית כסף, וצוות החותרים במקצה לזוגות עם הגאי זכה במדליית ארד. בקרב חמש מודרני זכתה הנבחרת הסובייטית במדליית הזהב, לאחר שהמתחרים מטעמה דורגו במקומות הרביעי, השמיני והתשיעי. הסייף לב קוזנצוב זכה בשתי מדליות ארד, בתחרות האישית והקבוצתית בחרב, ובשתי מדליות ארד נוספות זכו שחיינים סובייטים: חאריס יוניצ'ב במשחה ל-200 מטר חזה ונבחרת השליחים ל-200X4 חופשי.
נבחרת הכדורגל, בשורותיה שיחקו לב יאשין וולנטין איבנוב, זכתה במדליית הזהב, לאחר שגברה בחצי הגמר על בולגריה 1-2 לאחר הארכה, ובמשחק הגמר ניצחה את נבחרת יוגוסלביה 0-1. נבחרת הכדורסל שוב זכתה במדליית כסף, לאחר שגברה בחצי הגמר על נבחרת צרפת 49-56 והובסה במשחק הגמר בידי נבחרת ארצות הברית 55–89. נבחרת הכדורמים הספיקה, לפני משחק "הדם במים", לגבור על נבחרותיהן של איטליה וארצות הברית ולהפסיד לנבחרת יוגוסלביה, ואחריו גם גברה על המשלחת הכלל-גרמנית, מה שהקנה לה את המקום השלישי בבית הגמר ואת מדליית הארד.
אולימפיאדת רומא (1960).
283 הספורטאים הסובייטים שנטלו חלק באולימפיאדת רומא שיפרו עוד יותר את הישגיה של ברית המועצות, לאחר שצברו 103 מדליות, מהן 43 מדליות זהב.
המתעמלות הסובייטיות, ובראשן לאריסה לטינינה, פולינה אסטחובה וסופיה מורטובה שלטו ללא עוררין בענף, וזכו ב-14 מתוך 15 המדליות האפשריות בתחרויות האישיות, וכן במדליית הזהב בתחרות הקבוצתית. לטינינה זכתה במדליות בכל התחרויות - מדליית זהב בקרב רב, בתרגיל הקרקע ובתרגיל הקבוצתי, מדליית כסף בקורה ובמקבילים המדורגים ומדליית ארד בסוס הקפיצות. אסטחובה זכתה במדליית זהב במקבילים המדורגים, במדליית כסף בקרקע ובמדליית ארד בקרב-רב, ומורטובה זכתה במדליות כסף בקרב-רב ובקפיצות ובמדליית ארד בקורה. מרגריטה ניקולייבה זכתה במדליית הזהב בקפיצות ותמרה ליוחינה זכתה במדליות ארד בקרקע ובמקבילים המדורגים. בין הגברים בלט בוריס שאחלין, שזכה ב-4 מדליות זהב - בקרב-רב, סוס הסמוכות, סוס הקפיצות והמקבילים, במדליית כסף בטבעות ובמדליית ארד במתח, וכן היה שותף לזכיית הנבחרת הסובייטית במדליית הכסף בתחרות הקבוצתית. אלברט אזריאן זכה במדליית זהב שנייה בתרגיל הטבעות, יורי טיטוב זכה במדליית כסף בקרקע ובמדליית ארד ברב-רב, וולדימיר פורטנוי זכה במדליית ארד בקפיצות. ביחד, צברו המתעמלים והמתעמלות הסובייטים 26 מדליות, מהן 10 מדליות זהב (מתוך 16 אפשריות).
האתלטים הסובייטים זכו ב-21 מדליות, מהן 11 מדליות זהב. האתלטיות זכו ב-6 מתוך 10 מדליות הזהב האפשריות: נינה פונומריובה השיבה לעצמה את התואר האולימפי בזריקת דיסקוס, עם שיא אולימפי חדש (55.10 מטר). סגניתה בתחרות זו, טמרה פרס, זכתה גם במדליית זהב בהדיפת כדור ברזל, אף היא עם שיא אולימפי חדש - 17.32 מטר. אחותה הצעירה, אירינה פרס, זכתה אף היא במדליית זהב, בריצת 80 מטר משוכות. ליודמילה שווסטובה קבעה שיא עולם חדש בריצת 800 מטר (2:04.3 דקות), ושתי אתלטיות נוספות קבעו שיאים אולימפיים: ורה קרפקינה (6.37 מטר בקפיצה לרוחק) ואלווירה אוזולינה (55.98 מטר בהטלת כידון). מטילת כידון נוספת, בירוטה קלדיינה, זכתה במדליית ארד. כמה מהאתלטים הגברים קבעו אף הם שיאים אולימפיים: פיוטר בולוטניקוב (28:32.2 דקות בריצת 10000 מטר), וסילי רודנקוב (67.10 מטר ביידוי פטיש) ורוברט שוולקדזה (2.16 מטר בקפיצה לגובה). סגנו של שוולקדזה, ולרי ברומל, קפץ אף הוא לאותו הגובה, אך דורג שני בשל מספר פסילות גבוה יותר. פרט לאלה, הוכתרו ברומא שני אלופים אולימפיים סובייטים נוספים, ולדימיר גולובינצ'י בהליכה ל-20 ק"מ וויקטור ציבולנקו בהטלת כידון. בקפיצה משולשת זכה ולדימיר גוריאייב במדליית כסף וויקטור קרייר במדליית ארד שנייה ברציפות. גם בריצת 3000 מטר מכשולים דורגו אתלטים סובייטים במקום השני והשלישי, ניקולאי סוקולוב וסמין רז'ישצ'ין. נבחרת השליחים ב-100X4 מטר זכתה במדליית כסף, ובמדליות ארד נוספות זכו איגור טר-אובניסיאן בקפיצה לרוחק ווסילי קוזנצוב בקרב עשר (בפעם השנייה ברציפות).
מרימי המשקולות הסובייטים זכו בחמש מתוך שבע מדליות הזהב האפשריות. ארקדי וורוביוב זכה במדליית זהב אולימפית שנייה ברציפות, ובמדליה אולימפית שלישית. סגנו היה טרופים לומאקין, ששמונה שנים קודם לכן זכה במדליית זהב. יבגני מינייב שיפר את הישגו ממלבורן, וזכה אף הוא במדליית זהב. שלושת הזוכים הנותרים היו ויקטור בושוייב, אלכסנדר קורינוב ויורי ולאסוב.
המתאבקים זכו ב-10 מדליות, בהן 3 מדליות זהב. אולג קרוואייב, אווטנדיל קורידזה ואיוואן בוגדן זכו במדליות זהב, וולדימיר סיניאבסקי וגאורגי סחירטלדזה זכו במדליות כסף. קונסטנטין וירופייב וגיבי קרטוזיה איבדו את תואריהם וזכו במדליות ארד, ושלושה מתאבקים נוספים זכו אף הם במדליות ארד: ולדימיר רובשווילי, אנטולי אלבול וסווקוז דזרסוב.
הסייף ויקטור ז'דנוביץ' זכה בשתי מדליות זהב ברומח, בתחרות האישית והקבוצתית. סייפת הרומח ולנטינה ראסטוורובה זכתה במדליית כסף בתחרות האישית ובמדליית זהב בתחרות הקבוצית, וסייף הדקר ברונו חברוב זכה בשתי מדליות ארד, בתחרות האישית והקבוצתית. הקלעים זכו בשבע מדליות. בירי מ-50 מטר בשלושה מצבים זכה ויקטור שמבורקין במדליית הזהב ומאראט נייזוב במדליית הכסף. בירי מ-50 מטר באקדח זכה אלכסיי גושצ'ין במדליית הזהב ומוחמד אומרוב זכה במדליית כסף שנייה ברציפות. שלושה קלעים נוספים זכו במדליות ארד: וסילי בוריסוב, שאיבד את תוארו בירי מ-300 מטר בשלושה מצבים, אלכסנדר זבלין באקדח אש מהירה וסרגיי קלינין בטראפ (ענף של ירי בצלחות חרס).
הקיאקיסטית אנטונינה סרדינה זכתה בשתי מדליות זהב, במקצה היחידות ל-500 מטר ובמקצה הזוגות ל-500 מטר, יחד עם מריה שובינה. חותרי הקאנו לאוניד גיישטור וסרגיי מקרנקו זכו במדליית זהב במקצה הזוגות ל-1,000 מטר, ובמקצה היחידים לאותו המרחק זכה אלכסנדר סילאייב במדליית כסף. בחתירה, שמר ויאצ'יסלב איוואנוב על תוארו, וצמד החותרים ולנטין בורייקו ואולג גולובנוב זכה אף הוא במדליית זהב. ברקוטוב וטיוקלוב איבדו את תוארם ממלבורן, אך זכו במדליית כסף, וגם צמד החותרים עם הגאי זכה במדליית כסף. רביעיית החותרים ללא הגאי זכתה במדליית ארד.
באיגרוף, זכה אולג גריגורייב במדליית זהב, סרגיי סיבקו ויורי רדוניאק זכו במדליות כסף ובוריס לגוטין ויבגני פאופנוב זכו במדליות ארד. צמד שייטי הסטאר טימיר פינגין ופיודור שוטקוב זכה במדליית זהב, ושייט הפין אלכסנדר צ'וצ'לוב זכה במדליית כסף. רוכב האופניים ויקטור קפיטונוב זכה במדליית זהב במרוץ אופני כביש ובמדליית ארד במרוץ הקבוצתי נגד השעון. רוסטיסלב ורגשקין זכה במדליית ארד במרוץ אופני מסלול נגד השעון, וכך גם צמד הרוכבים באופני טנדם ולדימיר לאונוב ובוריס וסילייב, וכן הנבחרת הסובייטית במרוץ המרדף. הרוכב סרגיי פילטוב זכה במדליית זהב בדרסאז', הנבחרת בקרב חמש מודרני איבדה את תוארה וזכתה במדליית כסף ונינל קרוטובה זכתה במדליה ראשונה בקפיצה למים, מדליית ארד בקפיצה מ-10 מטרים.
טורניר הכדורסל נערך הפעם בשיטה שונה, כאשר ארבע נבחרות העפילו לבית הגמר. בפעם השלישית ברציפות זכתה ברית המועצות במדליית הכסף, לאחר שגברה על נבחרות ברזיל ואיטליה, אך הפסידה, שוב, לנבחרת ארצות הברית. נבחרת הכדורמים זכתה אף היא במדליית כסף, כסגניתה של איטליה, ואילו נבחרת הכדורגל, שזכתה במקום הראשון במלבורן, כלל לא העפילה למשחקים.
אולימפיאדת טוקיו (1964).
לאולימפיאדת טוקיו שלחה ברית המועצות מספר שיא של 319 ספורטאים. אף על פי כן, פחתו הישגיה - הספורטאים הסובייטים צברו 96 מדליות, מהן 30 מדליות זהב, שהספיקו רק למקום השני בטבלת המדליות, אחרי ארצות הברית.