会期定在1996年7月19日至8月4日，举办26种运动271项比赛，项目之多再次写下奥运会纪录。26种运动分别为田径、水域运动、足球、现代五项、帆船、体操、手球、击剑、垒球、射箭、棒球、划船、篮球、射击、柔道、角力、羽球、桌球、网球、排球、自由车、举重、曲棍球、拳击、轻艇及马术。
新增加的是女子垒球，另外，排球增加沙滩排球，自由车增加登山车比赛。女子足球也是第一次出现在奥运会竞赛场中，划船比赛也增列轻量级项目，使得比赛项目达到前所未有的271项。
过去对足球职业运动员的限制，在这次奥运会中，开放成为允许3名职业运动员参加，不论其年龄或是否参加过世界杯足球赛。自由车首次允许职业车手参赛，使得在环法大赛中的几位名将，有机会现身在奥运会比赛中。这些都是国际奥会因应运动比赛逐渐职业化的情形，为了留住观众及增加奥运会的可看性，不得不做出的取舍。
所有国际奥会197个会员国，全部都参加亚特兰大奥运会，使得奥运会的规模和参赛人数，都是百年来最大的一次。选手多达10320人，首次突破一万人，其中女性运动员多达3523人，与男性选手的比例成为34％比66％，女性运动员比例大幅提升。
这次奥运会的吉祥物，为一只由电脑动画所制造出来的拟人化图像，这是奥运会百年来，也是从1972年正式有奥运会吉祥物以来，首次以非实体动物为吉祥物，也算是美国人所标榜的科技领先一切的产物。
7月19日，美国总统柯林顿主持开幕典礼，宣布百年奥运会正式开幕。1960年拳击奥运金牌，后来成为重量级拳王的阿里，虽然患有帕金森氏症，仍被请来当点燃圣火者，当他以颤抖的手，缓慢将火把引燃圣火时，全世界都被这一刻感动了。
一切似乎都相当顺利，但是潜藏的危机等待着引爆。在主运动场旁的百年奥运公园，是一个开放的场地，每天有大批人潮在此进出。7月27日清晨，一颗炸弹在公园中爆炸，炸死一个人，并且有110人受伤，1972年慕尼黑奥运会恐怖的阴影再度笼罩奥运会。
经过美国军警全力搜索，并且加强安全措施之后，百年奥运公园在三天后再度开放，比赛仍持续进行，未受到爆炸的影响。
在成绩的表现上，本届奥运会有多位选手留下各项纪录。美国选手迈克尔·杰克逊以19.32秒惊人的成绩，打破200米世界纪录，也顺利赢得这两面金牌，成为奥运会史上第一人。
法国女将佩雷克也不遑多让，她也同样在女子200米和400米夺冠，成为第一位在400米卫冕成功的奥运女将。
美国的卡尔·刘易斯顺利再夺跳远金牌，成为史上第4位同一项目四连霸的选手，并且也成为第4位夺得9面奥运会金牌的运动员。
土耳其的举重选手纳伊姆·苏莱曼诺卢成为第一位举重3连霸的运动员。
奥地利选手休帕特本届奥运会继续参加帆船比赛，使他成为第一位9度参加奥运会的运动员。他在1964年第一次参加奥运会，1960年时曾经是候补选手。
匈牙利选手克斯蒂娜·艾盖尔塞吉成为继1964年澳大利亚道恩·弗莱泽游泳100米自由泳三连霸之后，第一位获得三连霸成功的女子游泳选手，她在200米仰泳三连霸。
俄罗斯的亚历山大·卡列林成为第一位在角力同一量级3度夺金的选手；德国的施密特则是第一位女子选手在16年后再度夺得奥运会金牌的运动员，她赢得轻艇个人第5面金牌。
参加的国家多，赢得奖牌的国家也多，这次奥运会有79个国家获得奖牌，其中有53个国家夺得金牌，奖牌分布在过去奥运会史上也是得牌国家最多的一次。
美国夺得44面金牌，稳居排名第一。解体后的俄罗斯，只得到26面金牌，虽然排名第2，但是金牌数大幅减少。统一后的德国以20金名列第3。中国得到16面金牌，继续排名在第4。