A sporteseményt Michel Temer, Brazíliai ideiglenes államfője nyitotta meg, a lángot a maratonfutó Vanderlei Cordeiro de Lima lobbantotta fel. A hivatalos program egy kétperces videóval vette kezdetét, 61 500-an követték figyelemmel a helyszínen a show-t. A megnyitón azt mutatták be, hogy a sport mennyire fontos része a brazil életnek, egyúttal azt, hogy a Rióban milyen tökéletesen harmonizál a természet és a városi életforma. Az 50 perces műsorban 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 ezelőtt londoni bajnok kardozó, Szilágyi Áron vitte. A magyar csapat 160 tagú. A férfiak sötétkék öltönyt és fehér inget, a nők pedig piros-fehér-zöld színű nyári kosztümöt viseltek. A magyar csapatot a lelátóról üdvözölte Áder János köztársaság elnök és neje, Herczegh Anita is.
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, mely 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. Összesen 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, Thomas Bach, a Nemzetközi Olimpiai Bizottság elnöke kiemelte, az első dél-amerikai olimpia, amelyet Brazília rendez, az egész világhoz eljut. Az olimpiai zászlófelvonás és a hivatalos eskütétel után következett a riói szambaiskolák felvonulása, majd az est fénypontja, a játékok szellemiségét jelképező láng meggyújtása Gustavo Kuerten érkezett be a fáklyával, mely a hagyományoknak megfelelően Görögországból, az olimpia őshazájából indult útjára április 20-án. Tőle Hortencia Marcari olimpiai ezüstérmes kosárlabdázó vette át a fáklyát, mellyel 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 szombati első versenynap után a riói olimpia augusztus 21-ig tart, a seregszemlén közel 10 500 sportoló indul és 28 sportágban 306 számban osztanak érmeket.