Kulttuuriministeri Antti Kurvinen edusti Suomea olympialaisten avajaisissa, minkä lisäksi hän tapasi matkansa aikana Japanin poliittista johtoa sekä vieraili Suomen suurlähetystössä.[4] Avajaisissa Suomen lippua kantoivat uimari Ari-Pekka Liukkonen ja trap-ampuja Satu Mäkelä-Nummela. Ensimmäistä kertaa olympialaisissa kaikki maat nimesivät kaksi lipunkantajaa avajaisiin.[5]
Suomi sai Tokion olympialaisissa 2020 kaksi mitalia, molemmat pronssisia. Lisäksi Tuomas Sammelvuon valmentama Venäjän olympiakomitean lentopallojoukkue voitti hopeaa, mutta valmentajille ei olympialaisissa jaeta mitaleita.
Lari Pesonen saavutti toukokuussa 2019 Suomelle miesten skeetissä maan ensimmäisen maapaikan 16 vuoteen.[6] Hänen lisäkseen Suomea edusti lajissa Eetu Kallioinen, joka sijoittui neljänneksi ollen ensin olympiakarsinnan kolmas. Vuoden 2008 olympiavoittajan Satu Mäkelä-Nummelan uran neljäs olympialaisten maapaikka naisten trapissa varmistui elokuussa 2018 Hollolan maailmancup-osakilpailussa.[7] Olympiakomitea julkaisi joulukuussa 2019, että naisten trapiin osallistuu Mäkelä-Nummela.[8]
Golfin olympiapaikat ratkesivat rankingin perusteella, ja kullekin maalle on enintään kahden mies- ja kahden naisgolfarin kiintiöt.[9] Suomea edusti täysi neljän hengen joukkue.
Jousiammunnassa Suomea edusti Antti Vikström. Hän saavutti olympiapaikan viimeisissä karsinnoissa kesäkuun lopulla 2021 Pariisissa.[10] Hänellä oli epäonnea Tokiossa; ensin jousen alalapa katkesi harjoituksissa, jonka jälkeen uuden jousen alalapa katkesi ensimmäisellä pudotuskierroksella viidennessä sarjassa Malesian Khairul Anuar Mohamadia vastaan. Vikström ei ehtinyt vaihtaa varajousta ajoissa, eikä saanut nuolta matkaan ennen aikarajan päättymistä ja hänelle kirjattiin tulostauluun 0. Vikström hävisi sarjan ja lopulta koko ottelun.[11]
Arvi Savolainen varmisti paikan miesten kreikkalais-roomalaisen painin 97 kg sarjaan Euroopan karsintaturnauksessa maaliskuussa 2021.[13]Elias Kuosmanen oli tavoitellut olympiapaikkaa samassa sarjassa, mutta Savolaisen saatua paikan hän karsi itsensä olympialaisiin alle 130-kiloisten sarjassa.[14] Kuosmanen oli kuitenkin 113-kiloisena sarjaan huomattavasti alipainoinen, eikä menestystä näin ollen tullut.[15]
Nacra 17 -luokkaan valittiin huhtikuussa 2021 Sinem Kurtbayn pariksi Akseli Keskinen. Huomiota herätti se, että Keskisen kanssa paikasta kilpaillut ja maapaikkaa hankkimassa ollut Janne Järvinen oli tuomittu Katiska-huumevyyhdissä vankeuteen törkeästä rahanpesusta ja avunannosta törkeään huumausainerikokseen, vaikkakin tuomio ei ollut valintojen aikaan lainvoimainen. Suomen olympiakomitean huippuyksikön johtajan Mika Lehtimäen mukaan valinta tehtiin urheilullisin perustein. Hänen mukaansa urheilijat olivat keskenään tasavahvoja, mutta Keskisen nuorempi ikä ja nousujohteinen ura painoivat vaakakupissa. Suomen olympiakomitean puheenjohtaja Jan Vapaavuori piti täysin mahdollisena, ettei Järvistä olisi voitu lähettää kisoihin siinäkään tapauksessa, jos hän olisi ollut urheilullisesti paras valinta.[19]
Kisoissa Kaarle Tapper ja Tuula Tenkanen etenivät mitalilähtöihin asti. Parhaan sijoituksen sai Tenkanen, joka oli lopputuloksissa viides.
Lotta Henttalan rankingin kautta hankkima maapaikka Tokion kisojen naisten maantiepyöräilyyn varmistui lokakuussa 2019.[20] Joulukuussa 2019 ilmoitettiin, että Henttala edustaa Suomea olympialaisissa.[8] Henttala kuitenkin ilmoitti heinäkuussa 2021, ettei lähde raskauden takia olympialaisiin.[21]
Henri Ruoste oli Suomen edustaja kouluratsastuksessa. Hän saavutti olympiapaikan sijoittumalla ratsastuksen EM-kisoissa elokuussa 2019 Rottedamissa finaaliin. Hän oli Pohjois-Euroopan ratsastajien henkilökohtaisen rankingin paras, kun edeltä poistettiin joukkuepaikan saavuttaneiden maiden urheilijat.[22]Olympiakisoissa Ruosteen hevonen Kontestro Db eli "Konsta" pelästyi televisiokameraa ja sijoitus jäi vaisuksi.[23]
Lizzie Armanto saavutti paikan naisten puistokilpailuun sijoittuessaan olympiarankingissa viidenneksi.[24] Hän jäi karsinnassa sijaille 14, kun finaaliin pääsi 8 urheilijaa.
Suomea edusti Tokion olympiasulkapallossa Kalle Koljonen, joka saavutti Kiovassa toukokuussa 2021 pelatussa EM-turnauksessa pronssia.[25] Olympiaformaatissa kolmen hengen alkulohkosta vain paras pääsi jatkoon toiselle kierrokselle. Koljonen voitti Itävallan Luka Wraberin, mutta hävisi Tanskan Viktor Axelsenille, joka voitti lopulta olympiakultaa.
Suomella oli mahdollisuus myös toiseen, Airi Mikkelän hankkimaan sulkapalloilijan paikkaan, mutta Mikkelä lopetti uransa syksyllä 2020 ja luopui olympiapaikastaan.[26]
Suomella ei ollut edustusta tenniksessä, vaikka suomalaisella tennisammattilaisella Emil Ruusuvuorella olympiapaikka olisi ollut mahdollinen.[27] Hän kuitenkin kieltäytyi olympiaedustuksesta.[28]
Matti Mattsson alitti miesten 200 metrin rintauinnissa Tokion kisojen A-rajan huhtikuussa 2019.[29] Mattsson nimettiin myös olympiajoukkueeseen joulukuussa 2019.[8]Ida Hulkko alitti olympiarajan kesäkuussa 2020: kansainvälinen uimaliitto hyväksyi tuloksen olympiarajan alitukseksi kuukausi myöhemmin[30]. Huhtikuussa 2021 Ari-Pekka Liukkonen alitti 50 metrin vapaauinnissa olympiarajan.[31] Viimeinen suomalainen rajan rikkoja oli Fanny Teijonsalo, joka rikkoi olympiarajan toukokuun lopulla 2021.[32]Mimosa Jallow jäi vain vain kaksi sadasosaa 100 metrin selkäunnin A-rajasta, joka mahdollisti hänen osallistumisensa olympialaisiin viidentenä uimarina.[33]
Matti Mattsson paransi jo aiemmin nimissään ollutta miesten 200 metrin rintauinnin Suomen-ennätystä välierissä neljällä sadasosalla ja oli välierien viides. Finaalissa hän paransi Suomen-ennätystään vielä yli sekunnilla ja sai olympiapronssia.
Tokion olympiakisojen yleisurheilun kilpailijat karsittiin sekä aikaisempaa tiukemmiksi asetettujen tulosrajojen että rankingpisteiden kautta.[34]
Yleisurheilussa A-rajan rikkominen mahdollisti olympialaisiin pääsyn. Ensimmäisenä suomalaisista rajan rikkoi 50 km:n kilpakävelijä Aku Partanen maaliskuussa 2019 runsaalla kolmella minuutilla eli ajalla 3.46.54.[35] Kesäkuussa 2019 estejuoksija Topi Raitanen teki ennätyksensä 8.21,47 Paavo Nurmen kisoissa, joka alitti Tokion tulosrajan.[36] Vähän sen jälkeen keihäänheittäjä Antti Ruuskanen teki tuloksen 85,15, joka ylitti vaaditun tulosrajan 15 cm:llä.[37] Juhannuksena 2019 Oliver Helander heitti vielä pitemmälle tulokseen 86,93.[38] Heinäkuussa 2019 naispika-aiturit Anne-Mari Korte ja Reetta Hurske alittivat samassa juoksussa olympiarajan tuloksilla 12,72 ja 12,78, joista Korten aika oli uusi Suomen ennätys.[39] Vuoden 2019 loppuun mennessä olympiarajan saavuttaneita suomalaisia oli kaikkiaan kuusi yleisurheilijaa.
Helmikuussa 2020 maailmanlaajuisesti levinnyt koronavirus aiheutti olympialaisten siirtämisen vuodella ja olympiatulosten teon siirtymisen joulukuun alun 2020 jälkeiseen aikaan. Maaliskuussa 2021 käydyissä yleisurheilun EM-hallikisoissaToruńissa toi kaksi olympiarajan rikkojaa eli EM-pronssimitalistit pituushyppääjä Kristian Pulli tuloksella 824 cm ja korkeushyppääjä Ella Junnilla tuloksella 196 cm.[40] Toukokuussa 2021 50 km:n kilpakävelijä Aleksi Ojala alitti rajan vajaalla kahdella minuutilla ajalla 3.48,25.[41] Kesäkuun alussa 2021 pika-aitojen juoksija Elmo Lakka rikkoi JyväskylänGP-kisoissaArto BryggarenLos Angelesin vuoden 1984 olympialaisissa juokseman Suomen ennätyksen ajalla 13,31 alittaen samalla olympiarajan.[42] Paavon Nurmen kisoissa kesäkuussa 2021 kolmiloikkaaja Senni Salminen rikkoi lähes 20 vuotta vanhan Heli Koivulan Suomen ennätyksen tulokseen 14,51, joka ylitti olympiarajan 11 cm:llä.[43] Miesten keihääseen saatiin vielä kolmas A-rajan ylittäjä kesäkuussa 2021, kun Toni Kuusela heitti 85,03.[44] Salmisen kilpakumppani Kristiina Mäkelä rikkoi viimeisenä suomalaisyleisurheilijana A-rajan Kuortaneen GP-kisoissa kesäkuun lopulla tuloksella 14,41 eli sentillä yli olympiarajan.[45]
Kesäkuun lopussa ratkaistiin A-rajan saavuttaneiden lisäksi kisoihin matkaavat sen hetkisen olympiarankingin perusteella. Näin mahdollisen kisamatkan saivat Lotta Kemppinen, Sara Kuivisto, Nooralotta Nerizi, Viivi Lehikoinen, Camilla Richarsson, Wilma Murto, Elina Lampela, Krista Tervo, Maria Huntington ja Lassi Etelätalo.[46] Olympiakomitea teki sitten ratkaisunsa tältä pohjalta. Mahdollisia valittavia oli siis 24 yleisurheilijaa.
Lopulta Suomea edusti Tokiossa 21 yleisurheilijaa. 100 metrin juoksija Lotta Kemppinen[47], 100 metrin aitajuoksija Nooralotta Neziri[48] ja 3 000 metrin estejuoksija Camilla Richardsson[49] oli valittu edustamaan Suomea, mutta he ilmoittivat valintavaiheessa kesä-heinäkuussa 2021, etteivät lähde kisoihin.
Miesten keihäänheitossa oli neljä valintakelpoista heittäjää, joista Lassi Etelätalo ja Toni Kuusela valittiin suoraan olympiajoukkueeseen. Oliver Helanderin ja Antti Ruuskasen välillä käytiin karsinta JoensuunGP-kisoissa 14. heinäkuuta, joissa Helander voitti kisan saavuttaen olympiapaikan.[50]
Tokion suomalaisjoukkueeseen valittiin seitsemän hengen yleisjohto ja 15 hengen terveydenhuoltohenkilöstö. Olympiajoukkue piti viimeistelyleiriä Sagassa, jossa oli mukana yhdeksän hengen viimeistelytiimi urheilijoiden tukena. Ryhmän johtaja Olli-Pekka Kärkkäinen siirtyi kisojen alettua Tokion olympiatiimin yleisjohtoon. Lisäksi nimettiin neljä KOK:n ja Suomen kansallisen olympiakomitean edustajaa.[52]
Kaksoiskansalaisuus mahdollisti sen, että Suomen kansalaisilla toisen passin perusteella oli mahdollisuus kilpailla muiden maiden olympiajoukkueissa. Tällaisia tapauksia Tokion olympialaisissa oli kaksi: