Látványos finissel dolgozta le Athén az építési és szervezési késéseket, és általános elismerést kiváltva, sikeresen rendezte meg a 28. nyári olimpiát augusztus 13. és 29. között. A költségek azonban igencsak elszaladtak, ez volt a legdrágább a modern kori olimpiai játékok történetében. Hivatalos adatok szerint a rendezés csaknem 9 milliárd euróba került - az összegben nem szerepel az athéni közlekedési infrastruktúra fejlesztése, így a várost övező körgyűrű, az új metró- és villamosvonal kiépítése, valamint a repülőtér bővítése -, ebből egymilliárdot fordítottak a korábbi játékokhoz képest rendkívül megszigorított biztonsági intézkedésekre. A 38 helyszínen 201 ország képviseletében 10,5 ezer sportoló versengett 28 sportágban, összesen 301 aranyéremért. A versenyekről 21,5 ezer újságíró tudósított, közvetítéseiket a 16 versenynap alatt háromszáznál több csatorna összesen 35 ezer órában sugározta világszerte 3,9 milliárd ember számára, ami nézettségi rekord. A leglelkesebb közönség Japánban volt - valószínűleg azért, mert a szigetország sportolói, eddigi legjobb eredményüket elérve, 16 aranyéremmel az ötödik helyen végeztek az országok nem hivatalos rangsorában. Az abszolút győztes ezúttal is az Egyesült Államok lett 35 arannyal, a második helyen a következő, 2008-as nyári játékoknak Peking révén otthont adó - és az olimpiákon csak 1984 óta részt vevő -, az utóbbi években sportnagyhatalommá nőtt Kína végzett 32 aranyéremmel. A dobogó legmagasabb fokára a legtöbbször - hat alkalommal - Michael Phelps amerikai úszó állhatott, aki még két bronzérmet is begyűjtött.
Athénban - amely 1896 után most másodszor adhatott otthont a legjobb sportolók seregszemléjének - minden korábbinál szigorúbb doppingvizsgálatokat végeztek, ennek is tulajdonítják, hogy már a nyitóünnepség előtt botrányba keveredett két görög atlétasztár, Kosztasz Kenterisz és Katerina Thanu, akik a gyanú szerint a szúrópróbaszerű tesztet igyekeztek elkerülni egy állítólagos motorbalesetet színlelve, majd visszaléptek az indulástól. Pozitív lelete miatt megfosztották aranyérmétől az ókori olimpiák helyszínén, Olümpiában rendezett női súlyemelőverseny győztesét, az orosz Irina Korzsanyenkót, a görög Leonidasz Szampanisz súlyemelőnek pedig a bronzérmétől kellett búcsút vennie.
A magyar csapat a doppingügyek miatt két arany- és egy ezüstéremmel lett szegényebb a pályán elért eredményekhez képest. Annus Adrián kalapácsvető hosszas huzavona után kénytelen volt visszaküldeni aranyérmét, Fazekas Róbert diszkoszvető pedig át sem vehette azt. Annus, akinek vizeletében a verseny után nem találtak tiltott szer használatára utaló anyagot, kibújt az utólagos doppingellenőrzés alól, Fazekas pedig nem volt képes a verseny után az előírásoknak megfelelő mennyiségű mintát produkálni. A hazai szövetség Annust felmentette, Fazekast pedig csupán egy évre tiltotta el. Elvette a NOB a súlyemelő Gyurkovics Ferenc ezüstérmét is, akinél a verseny után anabolikus szteroidot mutattak ki, mint Kecskés Zoltánnál, aki már a dobogóra lépés előtt lebukott. A szintén súlyemelő Kovács Zoltán sérülésre hivatkozva visszalépett, majd képtelen volt vizeletmintát adni. Az akkori sportminiszter, Gyurcsány Ferenc és a Fidesz-alelnöki posztot is betöltő Schmitt Pál, a Magyar Olimpiai Bizottság elnöke kölcsönösen egymást tették felelőssé a magyar doppingügyekért. A magyar csapat végül is nyolc arany- (a vívó Nagy Tímea, az öttusázó Vörös Zsuzsa, a sportlövő Igaly Diána, a kajakos Janics Natasa, illetve a Kovács Katalin-Janics duó, a férfi kajak négyes, a birkózó Majoros István és a férfi vízilabda-válogatott) és nyolc ezüst-, valamint hat bronzéremmel az éremtáblázat tizenharmadik helyén végzett.
