Мексика на летних Олимпийских играх 2020 года была представлена 164 спортсменами в 24 видах спорта. В связи с пандемией COVID-19 Международный олимпийский комитет принял решение перенести Игры на 2021 год.
 В марте 2020 года Исполком МОК, продолжая политику гендерного равенства на Олимпийских играх, одобрил изменения в протокол церемоний открытия и закрытия Игр, согласно которым у национальных олимпийских комитетов появилась возможность заявить в качестве знаменосцев одного мужчину и одну женщину. На церемонии открытия Игр знаменосцами сборной Мексики стали многократный призёр чемпионатов мира прыгун в воду Роммель Пачеко и победительница турниров женского PGA тура гольфистка Габриэлла Лопес, а на церемонии закрытия право нести национальный флаг было доверено пятиборке Майан Оливер.
 По итогам соревнований на счету мексиканских спортсменов было 4 бронзовые медали, что позволило сборной Мексике занять 84-е место в неофициальном медальном зачёте. Сборная Мексики вторые Игры подряд осталась без золотых наград и впервые с 1996 года завоевала только бронзовые награды.
 В 2016 году было принято решение о возвращении женского софтбола в программу Олимпийских игр. Последний раз софтбол был представлен на Играх 2008 года. В отличие от предыдущих Игр, в 2020 году в олимпийских соревнованиях выступили только 6 сборных. Женская сборная Мексики по софтболу квалифицировалась на Игры, заняв первое место в американской квалификации. Мексика стала единственной сборной, для кого софтбольный турнир в Токио стал дебютным в истории.
 Результаты
 На групповом этапе участвовали 6 национальных сборных, которые играли по системе каждый с каждым. По итогам группового раунда две сильнейшие сборные вышли в финал соревнований, а сборные, занявшие на предварительном этапе 3-е и 4-е места участвовали в матче за бронзовую медаль.
 Итог: по результатам соревнований женская сборная Мексики по софтболу заняла 4-е место.
 Соревнования по велоспорту на летних Олимпийских играх 2020 прошли с 25 июля по 9 августа.
 Соревнования в шоссейных велогонках на Играх 2020 года прошли с 25 по 29 июля. Старт соревнований произошёл в парке Мусасиномори. Большая часть дистанции располагалась за пределами Токио, в том числе и на трассе формулы-1 Фудзи Спидвей. Дистанция шоссейной гонки у мужчин составила 234 км, а у женщин — 137 км.
 Основным критерием отбора стран для участия в Олимпийских играх стал мировой рейтинг UCI, сформированный по результатам квалификационных соревнований в период с 22 октября 2018 года по 22 октября 2019 года. Также небольшая часть квот была распределена по результатам континентальных первенств и чемпионата мира 2019 года.
 Сборная Мексики завоевала олимпийскую лицензию, благодаря удачному выступлению на Панамериканском чемпионате, который прошёл со 2 по 5 мая 2019 года в Мехико. В женской части соревнований чемпионкой стала Ариадна Гутьеррес. Мексиканские велосипедистки продолжили беспрерывную серию выступлений в групповой шоссейной велогонке, которая началась на Играх 2004 года.
 Футбольный турнир традиционно начался до официального начала Олимпийских игр. Перед началом Игр Международный олимпийский комитет расширил заявку на турнир до 22 человек, при этом на матч можно было заявить только 18 человек.
 Соревнования в мужском футболе прошли с 22 июля по 7 августа. В связи с переносом Олимпийских игр в мужском турнире приняли участие сборные, составленные из игроков не старше 24 лет (родившиеся после 1 января 1997 года), а не 23 как на всех предыдущих Играх. Также в заявку могли войти не более 3 футболистов старше этого возраста.
 Олимпийская сборная Мексики по футболу квалифицировалась на Игры, пробившись в финал квалификационного турнира КОНКАКАФ. Сборная Мексики в третий раз подряд приняла участие в мужском футбольном турнире.
 Состав
 Окончательный состав олимпийской сборной из 22 человек был объявлен 15 июня 2021 года. 4 июля Хосе Масиас снялся из-за травмы и был заменён Адрианом Мора.
 Тренер —  Хайме Лосано
 
Результаты