Olimpiyat Stadyumu'nda düzenlenen kapanış töreninde Türk Bayrağı'nı Olimpiyat şampiyonu boksör Busenaz Sürmeneli taşıdı. Göz alıcı ışık ve dans gösterilerinin düzenlendiği Törende olimpiyat bayrağı, bir sonraki Olimpiyat Oyunları'na 2024 yılında ev sahipliği yapacak olan Paris'e devredildi. Tokyo 2020'de Türkiye, Londra 1948'te kazandığı 12 madalyanın üzerine çıkarak, 13 madalya ile en çok sayıda madalyayı, en fazla spor dalında kazandığı Olimpiyat Oyunları oldu. Türkiye, oyunları toplam madalya sayısı sıralamasında 20., altın madalya sıralamasında 35. olarak bitirdi. Okçulukta 22 yaşındaki milli sporcu Mete Gazoz, Türkiye'nin olimpiyat tarihindeki ilk okçuluk madalyasını şampiyon olarak kazandı. Kadınlarda ilk kez yer alınan boksta Busenaz Sürmeneli kazandığı altın madalya ile ilk şampiyon boksör olurken, Buse Naz Çakıroğlu gümüş madalya elde ederek kadınlar bokstaki ilk olimpiyat madalyasını kazandı. Cimnastikte ilk kez genel tasnif ve alet finallerinde Türkiye'yi temsil edilirken, Ferhat Arıcan paralel aletinde elde ettiği bronz madalya ile olimpiyat tarihinde ilk cimnastik madalyasını aldı. Güreşte Rio 2016 şampiyonu Taha Akgül, serbest stil 125 kiloda bronz madalya ile oyunları tamamladı. Londra 2012'de bronz, Rio 2016'da gümüş madalya kazanan grekoromen 130 kiloda Rıza Kayaalp, Tokyo 2020'de de bronz madalya kazanmayı başardı. Yasemin Adar ise kadınlar güreşteki ilk olimpiyat madalyasını bronz madalyanın sahibi olarak kazandı. Olimpiyatlara ilk kez dahil olan ve 7 sporcuyla mücadele edilen karatede 4 madalya kazanıldı. Erkekler kumite 67 kiloda Eray Şamdan gümüş madalya elde ederken, kumite +75 kiloda Uğur Aktaş, katada Ali Sofuoğlu, kadınlar kumite -61 kiloda Merve Çoban bronz madalyanın sahibi oldu. Tekvandoda kadınlar -57 kiloda Hatice Kübra İlgün ve erkeklerde -68 kiloda Hakan Reçber bronz madalya kazanmayı başardı. Londra 2012'den sonra ikinci kez olimpiyatlarda yer alınan voleybolda Kadın Milli Takımı ilk defa çeyrek finale çıkma başarısı gösterirken, modern pentatlet İlke Özyüksel de oyunları beşinci olarak tamamladı. Atıcılıkta olimpiyat tarihinde ilk kez çıktıkları finalde Ömer Akgün 10m havalı tüfekte, okçulukta ise karışık takımda Mete Gazoz ve Yasemin Ecem Anagöz dördüncü oldu. Karatede Dilara Bozan katada, judoda Mihael Zgank ve Kayra Sayit, güreşte ise Süleyman Karadeniz beşinci sırada yer aldı. Artistik cimnastikte genel tasnif ve aletlerde ilk kez finale çıkarken, İbrahim Çolak ve Adem Asil halka finalinde sırasıyla 5. ve 7. oldular. Atlama masası finalinde ise Adem Asil 6., Ahmet Önder 7. basamaktan olimpiyatları noktaladı. Yelkende Alican Kaynar ve Deniz-Çınar Ateş kardeşler ile ilk kez iki final yaptıkları Tokyo 2020, atletizmde de en çok final görülen oyunlar oldu. Eda Tuğsuz cirit atmada dördüncü, Necati Er üç adım atlamada altıncı, Yasmani Copello Escobar 400 metre engelde altıncı, Eşref Apak çekiç atmada 9., Ersu Şaşma sırıkla atlamada 10., Yasemin Can 10.000 metrede 11. oldu.