Åpningsseremonien, som ble avholdt 13. august 2004 startet med en tretti sekunders nedtelling med lyden av rytmiske hjerteslag som bakgrunnsmusikk. Når nedtellingen var fullført, ble fyrverkeri som lyste opp skyene skutt opp, samtidig som ild brøt ut fra et reflekterende basseng i midten av stadionet, som laget et brennende bilde av OL-ringene. Åpningsseremonien var en visning av gresk kultur og historie helt tilbake til den mytologiske begynnelsen. Programmet begynte med en ung gresk gutt som kom seilende inn på stadionet, viftende med det greske flagget. Siden kom flere kjente skikkelser fra de gamle greske mytene, fulgt av en parade som kronologisk oppsummerte gresk historie fra antikken og fram til de moderne tider.