墨尔本澳大利亚仅次于悉尼的第二大城市，会期原定在1956年2月，后改在11月底至12月。澳大利亚利位于南半球，与北半球气候完全不同。11、12月，北半球已是隆冬季节，而这里却是繁花遍地的夏日时光。这是历届夏季奥运会举办时间最晚一次。
马术比赛提前在1956年6月11－17日于期德哥尔摩举行，参赛的有29个国家和地区的158名运动员，其中女子13人。大会于11月22日至12月8日召开，参赛的有67个国家和地区，共3184名运动员，其中女子371人。参赛队数包括在斯德哥尔摩参加马术比赛后又来墨尔本的24个国家的运动队。中国奥委会接到了邀请，因抗议国际奥委会制造“两个中国”没有派队出席大会。
首次参赛的有肯尼亚、利比里亚、马来亚、北加里曼岛、乌干达、斐济、埃塞俄比亚。1955年民主德国奥委会被接纳为国际奥委会会员国。两个德国经过协商。组成了德国联队参赛。中国台湾也派出了21名男运动员，参加了田径、篮球、举重、拳击、和射击、5个项目的比赛，没有取得名次。
大会于11月22日下午开幕，能容10万人以上观众的梅因运动场座无虚。
在斯德哥尔摩举行的马术比赛中，东道主瑞典获得了全部6枚金牌中的半数，成绩突出者是亨·萨·西尔，同上届一样，他再次在盛装舞步骑术个人和团体赛中获得两枚金牌。德国联队成绩也很出色，获两枚金牌，3枚银牌。
11月23日进行的是10000米比赛。参赛的有匈牙利的约·科瓦奇，澳大利亚的阿·劳伦斯等世界名手，自然还有库茨和那位皮里，发令枪响后，库茨一马当先，皮里又皮步其后，库茨夺得了他的第一枚奥运会金牌，而皮里连前六名也未能进入。
11月28日的5000米赛，库茨第二次获金牌，皮里也得了银牌，但他到达终点时比库茨整整晚了11秒。
罗马尼亚的莱·罗特曼在划艇1000米、10000米单人赛中均获金牌，是本届划艇赛中成绩最出色者。瑞典的盖·弗雷德里克松也在男子皮艇1000米、10000米单人赛中，各得了1枚金牌。弗雷德里克松是自1948年以来第三次获得1000米单人皮艇奥运会冠军，也是奥运会史上取得这一成就的唯一选手。
奥运会重点项目田径比赛，吸引了61个国家和地区的883名运动员，共创28项奥运会纪录，其中5项为世界纪录。美国男子短跑明星罗伯特·莫罗是这次比赛成绩突出的人物。他在不到10天的时间内共获3枚金牌，且成绩相当出色。11月24日，他在100米赛中首夺金牌，决赛成绩虽仅10秒5，但在预赛中已以10秒3平奥运会纪录；三天后在200米赛中再夺金牌，成绩20秒6，平世界纪录；12月1日又与队友合作在4x100米接力赛中以39秒5创世界纪录夺得他的第三枚金牌。
女子田径赛中，澳大利亚的贝蒂·卡思伯特取得了与莫罗一样的成绩－3枚金牌。她参加的也是100米、200米跑和4x100米接力赛。有趣的是，她的第三枚金牌也是在12月1日接力赛中以创世界纪录的成绩获得的。
射击比赛场已成为欧洲人的天下，他们几乎独霸了全部金牌。能够进入各项前六名的其他洲选手仅有6名，占总数的七分之一。苏联成绩最为出色，共获3项冠军，其中安·鲍格丹诺夫是第二次问鼎。加拿大的盖·劳·奥利特在小口径步枪60发卧射击中获胜，他的成绩为498环，也是本届射击比赛打破的唯一世界纪录。
发维·朱卡林为首的苏联男子体操队，本届仍保持较大优势，获得了全部8个项目中的7枚金牌。日本在这次比赛中虽然只获1枚金牌，但有5个项目是亚军，预示日本将是苏联难以对付的敌手。女子项目是苏匈两国抗衡，7项金牌由两瓜分。
匈牙利队老将阿·凯莱蒂展示了娴熟的技巧，共获4枚金牌，2枚银牌，是本届获奖最多的选手。苏联苏联著名选手拉·拉蒂尼娜也得了4枚金牌。
举重赛中，7个级别的世界纪录被刷瓣，并有不少单项创造了世界纪录。全部7枚金牌，由美苏瓜分，美得4枚。苏得3枚。特重量级冠军美国的保罗·安德森，体重达155公斤，他是世界上第一个举起500公斤的选手。他还多次创造世界纪录和获得世界冠军。亚洲国家伊朗、日本、土耳其、在自由式摔跤中成绩突出，均分了8个级别中的6枚金牌，古典式项目则是苏联领行，夺去了半数以上金牌。匈牙利的拉·帕普创造了奥运会拳击赛的奇迹，又一次夺得冠军，成为连续在三届奥运会上夺得拳击金牌的第一个选手。
本届奥运会，苏联获37枚金牌，29枚银牌，32枚铜牌美国获牌数依次为32、25、17枚。这是苏联第一次在金牌数上超过美国。东道主澳大利亚列第三、获13枚金牌，8枚银牌、14枚铜牌。