In eerste instantie zou Japan de steden Hiroshima en Nagasaki als gezamenlijke kandidaat-stad aanmelden. Beide steden werden in 1945 tijdens de Tweede Wereldoorlog met een kernwapen platgebombardeerd en ze wilden met hun kandidaatstelling ijveren voor een wereld zonder kernwapens. Omdat het volgens de regels van het IOC niet mogelijk is dat Olympische Spelen tegelijk in meerdere steden worden gehouden, weigerde het Japanse NOC de gezamenlijke kandidaatstelling. Hierop trok Nagasaki zich terug. Vervolgens werd geopperd dat Tokio zich kandidaat zou stellen, waarbij dan enkele onderdelen in die beide andere steden gehouden zouden kunnen worden. Nadat in maart 2011 een grote zeebeving en als gevolg daarvan een tsunami en kernramp het land trof, besloot Tokio zich voor 2020 kandidaat te stellen om de Spelen te organiseren als een symbool voor het herstel. Er is afgezien van het houden van onderdelen in Hiroshima en Nagasaki.