奧運會開幕前的聖火傳遞開創了多項第一。為了紀念奧運會重新回到故鄉，組委會對火炬傳遞路線進行了精心設計。本次奧運會火炬首次傳遍了全世界的五大洲，並首次到達了非洲和南美洲，使世界各地的人們都有機會參與並體驗這一盛大活動。聖火傳遍歷史上舉辦過夏季奧運會的所有城市，使這些城市有機會再次親眼目睹奧運聖火，再次體驗到奧運會帶來的快樂。此外，火炬還到達了一些有特殊意義的城市，如歐盟中心城市布魯塞爾、國際奧委會總部所在地洛桑以及下屆奧運會主辦地北京等。整個火炬傳遞過程共用78天，在全世界傳遞了78000公里，並傳遍希臘所有行政大區和所有州。

    本屆奧運會的比賽是提前開幕式兩天，從8月11日開始的。8月13日的開幕式進行得精彩紛呈，希臘演員以如詩如夢般的表演展示了愛琴海的浪漫和古代希臘的文明。而獨樹一幟的聖火點燃儀式更是將開幕式的熱烈氣氛推向了高潮，點燃聖火的是希臘優秀男子帆板運動員尼科拉奧斯·卡克拉馬納基斯。在希臘總統科斯蒂斯·斯蒂凡諾普洛斯宣佈本屆奧運會開幕後，游泳運動員多米斯卡齊和籃球裁判員沃裏亞迪斯分別代表運動員和裁判員進行了宣誓。