Au premier tour de vote, seules Pékin, Toronto, Paris, et Istanbul restaient en course ; Osaka fut éliminée après n'avoir reçu que six voix. Au second tour, Pékin a reçu assez de voix pour atteindre la majorité absolue. Les résultats du vote étaient : Pékin a engrangé 56 votes, Toronto 22, Paris 18, et İstanbul 9[1]. Même si certains ont affirmé que les candidatures de Paris et Toronto étaient techniquement supérieures, le CIO, sous la présidence de Juan Antonio Samaranch, était assez favorable voire avide de voir la Chine, pays le plus peuplé au monde, accueillir les Jeux olympiques. Même si beaucoup de pays ont approuvé cette décision, quelques groupes adverses ont rappelé que le problème des droits de l'homme en Chine la rendait inapte à recevoir ce titre. De façon à étouffer les critiques contre elle, Pékin a choisi pour slogan : « Nouveau Beijing, grandes olympiades » pour mettre l'accent sur les changements du pays vers de nouveaux idéaux.
À Toronto, beaucoup ont senti que la défaite de la ville a été un facteur important dans la victoire de Vancouver pour l'obtention des Jeux olympiques d'hiver de 2010.
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Sérieusement envisagé à l'été 1998[2],[3], la candidature est officiellement confirmée au CIO par Jacques Chirac le [4]. La campagne est lancée avec un clip sur Stade 2 et une présentation à l'hôtel de ville le [5].
Guy Drut, membre français du CIO, avec le recul critique, déclara que la candidature était une erreur, les Jeux étant promis à Pékin[8] et que l'officieuse alternance des continents est complètement défavorable à une candidature européenne, Athènes accueillant les Jeux de 2004[9],[10],[11]. Même contribuables associés avait mis en garde face à ce principe qui plombe les chances de la candidature[12].
La ville passe de ville requérante à ville candidate en 2000, devenant la seule ville européenne en lice avec l'élimination de Séville, mais allant plus loin que Lille trois ans plus tôt[17],[18].
Le budget est 2.6 milliards $, le chiffre de 22 milliards de francs était également cité[20], voir 35 milliards de francs[11]. La popularité était forte : 66 % d'opinions favorables[21], un sondage officiel donne même 89 %[22]. Paris se vante d'une bonne organisation, d'une concentration de monuments et de sites, et attaque souvent le favori Pékin sur les droits de l'homme[23].
Il y aurait eu une polémique sur l'usage de l'anglais lors des réunions du comité de candidature, suscitée par Jacques Legendre[31].
Le , la commission d'évaluation rend son verdict, Paris, Toronto et Pékin ont un dossier jugé excellent, ce qui officieusement exclut de la course Osaka et Istanbul[32],[33].
Quatre pôles franciliens étaient prévus, la répartition des sites étant compacte : Nord-Est, Sud-Ouest, Centre et Sud. Le pôle principal serait la partie nord-est, avec la moitié des sites et le village olympique, s'articulant autour du boulevard Macdonald renommé alors « boulevard des Sports ».
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Osaka
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Les sites proposés étaient sur deux îles artificielles, Maishima et Yumeshima. La candidature de la ville japonaise souffrit de son déficit énorme, d'une congestion importante dans le trafic routier et du dossier de la commission d'évaluation qui ne la classe pas dans le trio de tête[44].
Toronto
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Le plan de la ville est concentré et considéré comme abouti, avec peu d'infrastructures à construire, mais la ville doit faire face à la plaisanterie raciste de son maire Mel Lastman[45].
Istanbul
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En , Yuan Weimin, ancien ministre chinois des Sports, révèle un accord secret entre les représentants chinois et Jacques Rogge, alors président du CIO, pour assurer l'attribution des Jeux de Pékin[47]. Cette information a été révélée par le quotidien britannique The Times qui s'est procuré le livre de Yuan Weimin[48].