奥运会开幕前的圣火传递开创了多项第一。为了纪念奥运会重新回到故乡，组委会对火炬传递路线进行了精心设计。本次奥运会火炬首次传遍了六大洲，并首次到达了非洲和南美洲，使世界各地的人们都有机会参与并体验这一盛大活动。圣火传遍历史上举办过夏季奥运会的所有城市，使这些城市有机会再次亲眼目睹奥运圣火，再次体验到奥运会带来的快乐。此外，火炬还到达了一些有特殊意义的城市，如欧盟中心城市布鲁塞尔、国际奥委会总部所在地洛桑以及下届奥运会主办地北京等。 途经国家包括澳大利亚、日本、韩国、中国、印度、埃及、南非、巴西、墨西哥、美国、加拿大、比利时、荷兰、瑞士、法国、英国、西班牙、意大利、德国、瑞典、芬兰、俄罗斯、乌克兰、土耳其、保加利亚、塞浦路斯、希腊，总距离7.8万公里，历时78天。国际传递火炬手3600名，希腊境内传递7000名，传遍希腊所有行政大区和所有州。

本届奥运会的比赛是提前开幕式两天，从8月11日开始的。8月13日的开幕式进行得精彩纷呈，希腊演员以如诗如梦般的表演展示了爱琴海的浪漫和古代希腊的文明。而独树一帜的圣火点燃仪式更是将开幕式的热烈气氛推向了高潮，点燃圣火的是希腊优秀男子帆板运动员尼科拉奥斯·卡克拉马纳基斯。在希腊总统科斯蒂斯·斯蒂凡诺普洛斯宣布本届奥运会开幕后，游泳运动员多米斯卡齐和篮球裁判员沃里亚迪斯分别代表运动员和裁判员进行了宣誓。