Rio de Janeiro ble valgt som vertsby da Den internasjonale olympiske komité (IOK) kom sammen til sin 13. olympiske kongress i København i Danmark den 2. oktober 2009. Fire byer var med på IOKs endelige liste over kandidatbyer, foruten Rio var disse Chicago i USA, Madrid i Spania, og Tokyo i Japan. Baku i Aserbajdsjan, Doha i Qatar og Praha i Tsjekkia leverte også inn formelle søknader om å få arrangementet, men ble ikke valgt som kandidatbyer og kom dermed ikke videre i søknadsprosessen.