Tokiót a Japán Olimpiai Bizottság 2011. július 16-án nevezte meg pályázóként, és a kormány utána jóváhagyta a jelölést. A város a 2011-es tóhokui földrengés és cunami ellenére fenntartja pályázati szándékát, bár a katasztrófa Kelet-Japánban jelentős károkat okozott. 2012. február 13-án hivatalosan is benyújtották a pályázatot. Tokió rendezte az 1964. évi nyári olimpiai játékokat.