Az 50 perces műsorban a rengeteg zenés-táncos produkcióval igazi brazilos, karneváli hangulatot teremtettek a házigazdák, de nagy szerepet kapott a környezetvédelem és a béke is. Ezt követően indult a nemzetek bevonulása, Magyarországot a 93.-ként szólították. A küldöttség élén a piros-fehér-zöld zászlót a négy évvel ezelőtti londoni bajnok kardozó, Szilágyi Áron vitte. A román delegációt a 157.-nek mutatták be, a csapat zászlóvivője a tornász Cătălina Ponor volt. A házigazdák kultúrájuknak megfelelően a bevonulásnál is karneváli hangulatban részesítették vendégeiket: minden érkező országot egy virágokkal megrakott triciklis vezetett fel, a sort pedig dobosok zárták. Az olimpiák történetében először a bevonulóknak is volt feladatuk, hiszen minden küldöttség egy-egy különböző fajtájú növényt, illetve magot helyezett el a felállított vázákba. Ezekből sarjad majd ki a sportolók erdeje, amely a riói olimpia öröksége lesz.
A brazilos, szamba stílusú zenére zajló sportolói bevonulást a hagyományokhoz híven az ötkarikás játékok bölcsőjének számító Görögország versenyzői nyitották, a sort pedig a házigazdák zárták. Az egyik legfőbb érdekesség az volt, hogy az iráni zászlót az ország története során először egy nő, az íjász Zahra Nemati vitte, ő majd a paralimpián is indul. 207 csapat, 205 nemzet, valamint egy független, illetve a menekültek együttese vonult be, utóbbi utolsó előttiként.
A beszédek sorát Carlos Nuzman, a szervezőbizottság elnöke nyitotta, üdvözölte a sportolókat és a szurkolókat. Thomas Bach, a Nemzetközi Olimpiai Bizottság elnöke kiemelte, az első dél-amerikai olimpia, amelyet Brazília rendez, az egész világhoz eljut. „A szervezőbizottság, a brazil vezetők minden szinten és valamennyi brazil ember büszke lehet ma este. Hét év alatt elértétek mindazt, amiről korábban generációkon át csak álmodhattak az itteniek! Rio de Janeirót, ezt a csodálatos várost, modern metropoliszt még szebbé varázsoltátok! A mi hálánk még nagyobb, mert mindezt nagyon nehéz időkben va­lósították meg. Mindig hittünk bennetek” – fogalmazott Bach. A sportvezető az újon­nan alapított Laurel-díjat (Olimpiai Babérkoszorút) adta át Kipchoge Keino kétszeres olimpiai bajnok közép- és hosszútávfutónak, aki a sport révén nevel, taníttat árvákat hazájában, Kenyában. Ezt követően Michel Temer, Brazília ideiglenes államfője – a közönség hangos fütty­szava mellett – megnyitotta a játékokat.
Az olimpiai zászlófelvonás és a hivatalos eskütétel után következett a riói szambaiskolák felvonulása, majd az est fénypontja, a játékok szellemiségét jelképező láng meggyújtása. A ceremónia egyik nagy kérdése volt, hogy ki kapja meg a megnyitó talán legfontosabb feladatát, különösen azok után, hogy az ország legismertebb sportolója, a labdarúgó-legenda Pelé jelezte, nem tudja elvállalni a szerepet. A stadionba a háromszoros Roland Garros-győztes teniszező, Gustavo Kuerten érkezett be a fáklyával, amely a hagyományoknak megfelelően Görögországból, az olimpia őshazájából indult útjára április 20-án. Tőle Hortencia Marcari olimpiai ezüstérmes kosárlabdázó vette át a fáklyát, amellyel végül nem ő, hanem Vanderlei Cordeiro de Lima olimpiai bronzérmes maratonfutó gyújtotta meg a lángot. De Lima úgy lett bronzérmes a 2004-es athéni olimpián, hogy a 35. kilométernél vezető helyen futott, ám egy ír pap, Neil Horan megtámadta. A megzavart atlétát később ketten is megelőzték a célig. A maratonfutót most, az első dél-amerikai olimpián az a megtiszteltetés érte, hogy meggyújthatta a lángot.
A riói olimpia augusztus 21-ig tart, a seregszemlén közel 10 500 sportoló indul, és 28 sportágban, 306 számban osztanak érmeket.