Это были первые олимпийские игры на американском континенте за пределами США. Они проходили в высокогорном Мехико на высоте 2244 м над уровнем моря. Ни одна из предыдущих Олимпиад не проводилась в местах, расположенных выше 200 м. В связи с этим ожидались высокие результаты в спринтерских дисциплинах (из-за пониженного сопротивления воздуха) и низкие результаты в беге на длинные дистанции (из-за недостатка кислорода). Оба эти ожидания оправдались. Мировые рекорды были установлены в беге на 100, 200 и 400 м, несколько раз мировой рекорд был превышен в тройном прыжке. В прыжках в длину Боб Бимон совершил то, что позднее будет названо «прыжком в XXI век» — он превысил прежний мировой рекорд на 55 см. На дистанциях 5000 и 10 000 м были показаны откровенно слабые результаты. Обе эти дистанции выиграли африканские спортсмены, выросшие на высокогорье — тунисец Мохаммед Гаммуди и кениец Нафтали Тему. Мировой рекордсмен в беге на 10 000 м австралиец Рон Кларк потерял сознание прямо перед финишной чертой. Марафон выиграл также африканец, эфиоп Мамо Волде, принёсший своей стране третье олимпийское золото в марафоне.
Героем олимпиады стал американский спортсмен Эл Ортер, выигравший четвёртую подряд золотую медаль в соревнованиях метателей диска. Вайомия Тайес стала первой спортсменкой (и среди женщин, и среди мужчин), которая дважды победила на стометровке.
Не обошлась олимпиада и без политических демонстраций. Во время церемонии награждения победителей в беге на 200 м среди мужчин золотой и бронзовый призёры чернокожие атлеты Томми Смит и Джон Карлос в знак протеста против расизма в США при исполнении американского гимна опустили головы и подняли вверх сжатые кулаки в чёрных перчатках. После этого спортсмены были исключены из команды США, и МОК попросил их покинуть олимпийскую деревню.