决定2016年夏季奥运会主办城市的国际奥委会（IOC）全会于10月2日在丹麦首都哥本哈根召开，1964年夏季奥运会主办城市东京未能再次迎来奥运五环，在与其它三个候选城市（美国芝加哥、巴西里约热内卢、西班牙马德里）的投票竞争中落选。

　　在哥本哈根的竞选最后阶段，各国要人纷纷与国际奥委会委员个别面谈，竞选活动趋向白热化。东京在最后阶段的游说工作也启动较晚，未能扭转劣势。2008年北京奥运会后仅8年就再次在亚洲举办奥运会被认为是不利条件。

　　东京提出在半径8公里范围内汇集大部分比赛场馆的紧凑型奥运举办计划，其中包括使用部分1964年东京奥运会的比赛场馆。在投票前作申办陈述报告时，15岁的女子体操运动员三科怜崱踅登场展现出东京致力举办为年轻人未来著想的大会，但可惜未能奏效。

　　日本首相鸠山由纪夫保证政府进行财政支持，并强调了重视环保的姿态，称“将向世界展示大城市如何在不破坏环境的情况下实现繁荣”。东京都知事石原慎太郎也极力主张称“希望能让子孙充满希望和勇气”。

　　首先上台为芝加哥陈述的美国总统奥巴马表达了对自己家乡的支持，称“（芝加哥）是美国最有美国味的城市。是有小城镇温暖的大城市”。第三个上台为里约热内卢陈述的巴西总统罗拉则强调了首次在南美举办的意义，称“我觉得这次应该是巴西，希望改变失衡”。西班牙国王胡安卡洛斯和首相萨帕特罗最后为马德里进行了陈述。

　　东京未能赢得2016年夏季奥运会的主办权，日本经济界失望情绪蔓延。因为原先希望能够通过主办奥运会来提振经济，但是这一期待最终落空了。曾举办支持申奥活动的东京商工会议所和日本经团联等经济团体10月3日不想就申奥落选发表谈话。经团联人士透露：“为了经济复苏，经济界一直恳请动用所有政策手段，希望（申奥成功）能对基础设施建设和消费等产生好的影响。这次落选的打击很大。”