Les Jeux d’Atlanta accueillent 10.318 athlètes dont 3.512 femmes (34,04 %). C’est la première fois depuis 1896, qu’un tiers des athlètes sont des femmes. Plusieurs champions se démarquent : les deux sportives Marie-José Pérec et Laura Flessel, ainsi que les athlètes Michael Johnson et Carl Lewis avec son quatrième titre olympique en saut en longueur. En natation, Amy Van Dyken est la première Américaine à remporter quatre médailles d’or et le Russe Alexander Popov confirme ses talents sur 50 mètres et 100 mètres nage libre. L’Autrichien Hubert Raudaschl devient le premier athlète à avoir participé à neuf Jeux Olympiques, alors que la nageuse irlandaise Michelle Smith obtient quatre médailles (dont trois en or). Jamais un sportif irlandais n'avait cumulé autant de médailles. Le Turc Naim Süleymanoğlu devient le premier haltérophile de l’Histoire à gagner lors de trois Jeux Olympiques d’affilée. De nouvelles épreuves sont intégrées en 1996 : le volleyball de plage (beach-volley), le vélo tout terrain, l’aviron poids léger et le football féminin. De même, le softball, un sport exclusivement féminin, est ajouté au programme.

Le choix de la ville d’Atlanta pour le Centenaire des Jeux Olympiques est polémique dès le vote en 1990, alors que l’opinion publique attendait l’élection symbolique d’Athènes. Capitale économique du sud-est des États-Unis, la ville est surtout le siège social de Coca-Cola, sponsor historique des Jeux Olympiques, mais aussi de nombreuses multinationales. Un choix qui semble stratégique, donc, pour le CIO, mais qui nuit à son image, dix ans après l’ouverture aux professionnels et les débuts d’un programme de sponsoring – dit « TOP » –, valorisant des partenaires principaux en échange de financements considérables.

Les participants et le public s’offusquent aussi des problèmes de transport, remarquent la précarité des volontaires, et témoignent du « nettoyage » opéré dans la ville, vidée de tous ses sans-abris juste avant l’ouverture. Secoué par une vague de terrorisme aux États-Unis et en Europe, mais aussi par l’explosion du vol 800 TWA deux jours avant l’ouverture des Jeux Olympiques, le public assiste néanmoins, le 19 juillet 1996, à l’arrivée dans le stade du boxeur Mohamed Ali que la maladie de Parkinson fait trembler au moment d’allumer la flamme. Ancien champion olympique, il est aussi l’un des grands symboles de la lutte pour les droits des Africains-Américains, comme Martin Luther King, originaire d’Atlanta. Mais les compétitions sont interrompues la journée du 27 juillet 1996 par une attaque à la bombe au cœur du village olympique, faisant deux morts et 111 blessés.