Các trận thi đấu điền kinh đã thu hút 883 vận động viên đến từ 61 nước và khu vực tham gia, cả thảy lập 28 kỷ lục Thế vận hội, trong đó có 5 kỷ lục thế giới. Ngôi sao chạy cự ly ngắn nam người Mỹ được gọi là "Owens người da trắng" Bob Marrow là vận động viên có thành tích nổi bật, anh đã giành được 3 tấm huy chương vàng trong thời gian chưa đầy 10 ngày với thành tích xuất sắc. Anh giành được tấm huy chương vàng đầu tiên tại cuộc thi chung kết chạy 100 mét với thành tích 10 giây 5 do ngược gió, thế nhưng, thành tích trong thi đấu loại của anh đã ngang bằng kỷ lục Thế vận hội là 10 giây 3; 3 ngày sau đó, anh một lần nữa giành chức vô địch nội dung chạy 200 mét với thành tích ngang kỷ lục Thế vận hội; sau đó, anh lại một lần nữa cùng với đồng đội lập kỷ lục thế giới nội dung chạy tiếp sức 4x100 với thành tích 39 giây 5, giành được tấm huy chương vàng thứ 3.

Một ngôi sao khác tại Thế vận hội lần này là nữ vận động viên bơi lội Ô-xtrây-li-a Dawn Fraser, chị đã giành được hai tấm huy chương vàng. Tại Thế vận hội lần này, chị Fraser đã giành được chức vô địch môn bơi tự do, và liên tiếp giành được chức vô địch môn này tại Thế vận hội năm 1960 và năm 1964, trở thành vận động viên duy nhất 3 lần liền giành được chức vô địch trong lịch sử Thế vận hội.