东京奥运会共打破20项世界纪录，具体如下(注：官方不统计跳水世界纪录):

1、自行车女子团体争先

创造者：钟天使/鲍珊菊（中国）

新纪录：31.804秒；旧纪录：32.034秒

2、射击男子50米步枪三姿

创造者：张常鸿（中国）

新纪录：466.0环；旧纪录：465.3环

3、射击混合团队10米气步枪

创造者：杨皓然/杨倩（中国）

新纪录：633.2环；旧纪录：631.7环

4、游泳女子4×200米自由泳接力

创造者：中国

新纪录：7分40秒33；旧纪录：7分41秒50

5、举重男子73公斤级总成绩

创造者：石智勇（中国）

新纪录：364公斤；旧纪录：363公斤

6、自行车男子团体追逐赛

创造者：意大利

新纪录：3分42秒032；旧纪录：3分44秒672

7、自行车女子团体追逐赛

创造者：德国

新纪录：4分04秒242；旧纪录：4分10秒236

8、射击女子飞碟

创造者：祖扎娜（斯洛伐克）

新纪录：125分；旧纪录：123分

9、女子攀岩

创造者：米罗斯瓦夫（波兰）

新纪录：6.84秒；旧纪录：6.96秒

10、游泳男子4×100米混合泳接力

创造者：美国

新纪录：3分26秒78；旧纪录：3分27秒28

11、游泳混合4×100米混合泳接力

创造者：英国

新纪录：3分37秒58；旧纪录：3分38秒41

12、游泳男子100米蝶泳

创造者：德雷塞尔（美国）

新纪录：49.45秒；旧纪录：49.50秒

13、游泳女子200米蛙泳

创造者：舍恩马克尔（南非）

新纪录：2分18秒95；旧纪录：2分19秒11

14、游泳女子4×100米自由泳接力

创造者：澳大利亚

新纪录：3分29秒69；旧纪录：3分30秒05

15、田径女子400米栏

创造者：麦克劳林（美国）

新纪录：51.46秒；旧纪录：51.90秒

16、田径男子400米栏

创造者：沃霍尔姆（挪威）

新纪录：45.94秒；旧纪录：46.70秒

17、田径女子三级跳远

创造者：罗哈斯（委内瑞拉）

新纪录：15.67米；旧纪录：15.50米

18、举重男子109公斤以上总成绩

创造者：塔拉哈泽（格鲁吉亚）

新纪录：488公斤；旧纪录：485公斤

19、举重男子109公斤以上挺举

创造者：塔拉哈泽（格鲁吉亚）

新纪录：265公斤；旧纪录：264公斤

20、举重男子109公斤以上抓举

创造者：塔拉哈泽（格鲁吉亚）

新纪录：223公斤；旧纪录：222公斤