กรุงโตเกียวได้รับเกียรติเป็นเจ้าภาพกีฬาโอลิมปิก เมื่อวันที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2556 ในประชุมคณะกรรมการโอลิมปิกสากล สมัยที่ 123 ณ กรุงบัวโนสไอเรส ประเทศอาร์เจนตินา นับเป็นครั้งที่ 3 ที่กรุงโตเกียวได้รับสิทธิ์เป็นเจ้าภาพโอลิมปิก ครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1940 ได้รับสิทธิ์เป็นเจ้าภาพโอลิมปิกฤดูร้อนครั้งแรกของทวีปเอเชีย และเมืองซัปโปโรสำหรับโอลิมปิกฤดูหนาว แต่ได้ถอนตัวจากการแข่งขันเนื่องจากสงครามระหว่างจีนและญี่ปุ่น และกลับมาเป็นเจ้าภาพอีกครั้งในกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อน 1964 (พ.ศ. 2507) ซึ่งครั้งนี้ กรุงโตเกียวเป็นเมืองที่ 5 (และเมืองที่ 1 ในทวีปเอเชีย) ที่ได้จัดการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนมากกว่า 1 ครั้ง รวมถึงกรุงโตเกียวก็ได้รับเกียรติเป็นเจ้าภาพกีฬาพาราลิมปิกฤดูร้อน 2020 สำหรับนักกีฬาคนพิการเช่นกัน