Sportliches Aushängeschild der Stadt ist zuallererst der 1907 gebildete Verein Stade Toulousain, mit bisher 19 Titeln französischer Rekordmeister im Rugby Union, das im Südwesten Frankreichs sehr populär ist. Als erfolgreichster Club auf nationaler und internationaler Ebene gewann Stade zudem viermal den zwischen 1995 und 2014 ausgetragenen europäischen Pokalwettbewerb Heineken Cup Die Heimspiele werden im Stade Ernest-Wallon im Nordwesten der Stadt ausgetragen. Toulouse war einer der Austragungsorte bei den Rugby-Union-Weltmeisterschaften 1991, 1999 und 2007. Auch während der Rugby-Union-Weltmeisterschaft 2023 sind Partien in Toulouse geplant.