Le 26 mai 1959, Tokyo est choisi par le Comité international olympique pour accueillir les 18e Jeux olympiques d'été, kaki orinpikku 夏季オリンピック en 1964.
Ils auraient dû se tenir en 1940 mais le Japon y renonçe en raison de son entrée en guerre avec la Chine, le 28 juillet 1937, qui marque le début de la Seconde guerre sino-japonaise, Nicchû sensô 日中戦争. Les Jeux sont alors réattribués à Helsinski, en Finlande, mais ils sont annulés par le déclenchement de la Seconde guerre mondiale.
Après guerre, il importait au Japon de faire son retour dans les compétitions internationales. C'est la raison pour laquelle il fut organisé en 1958 les 3e Jeux asiatiques, ajia kyôgi taikai アジア競技大会, à Tokyo, du 24 mai au 1er juin.
Le succès des Jeux asiatiques de Tokyo joua un rôle important dans l'attribution des JO à Tokyo en 1959 ainsi que la forte motivation de la délégation japonaise menée par Yasui Seiichirô 安井誠一郎 (1891-1962), gouverneur de Tokyo à l'époque et Hirasawa Kazushige 平沢和重 (1909-1977), ancien diplomate et directeur de la NHK, qui faisait alors partie du Comité olympique japonais, Nihon orinpikku iinkai 日本オリンピック委員会.
Le budget des Jeux fut estimé à 1.080 milliards de yen comprenant la construction des installations sportives dont le parc olympique de Komazawa, Komazama orinpikku kôen 駒沢オリンピック公園, le village des athlètes, d'infrastructures routières dont des autoroutes et des routes nationales, ainsi que celle de la ligne du nouveau train à grande vitesse, le shinkansen 新幹線, la Tôkaidô 東海道.
L'organisation des Jeux coûta près de 9,858 milliards de yen, l'Etat et la ville de Tokyo apportant 17% du montant, le Comité olympique japonais 29%, le reste étant couvert par la vente des billets et des donations d'entreprises.
Les Jeux olympiques de Tokyo se sont tenus du 10 au 24 octobre 1964. Deux ans plus tard, en 1966, le 10 octobre est devenu un jour férié : le jour du sport, taiiku no hi 体育の日 jusqu'en 2000 où il a été déplacé au 2e lundi d'octobre selon le système du « Happy Monday ».
C'étaient les tout premiers jeux olympiques à avoir lieu en Asie. Il y eut plus de 5.500 participants venant de 94 nations différentes. Une vingtaine de compétitions ont été organisées dont le volleyball et le judo dont c'était la toute première participation. 47 records mondiaux ont été battus et 111 records olympiques ont été enregistrés.
Les prochains Jeux olympiques de Tokyo, nisen-nijû-nen Tôkyô orinpikku 2020年東京オリンピック, se tiendront du 24 juillet au 9 août 2020. Les Jeux paralympiques auront lieu du 25 août au 6 septembre.