Tokio je i u prvom krugu glasovanja dobio najviše glasova, 42, dok su Istanbul i Madrid dobili po 26 glasova. U dodatnom glasovanju je Istanbul pobijedio sa 49-45 i ušao u finale, u kojem je Tokio dobio 60 glasova članova Međunarodnog olimpijskog odbora, a Istanbul 36.

Tokio je tako opravdao ulogu favorita koju je uživao zadnjih dana, te je po drugi puta dobio organizaciju najveće smotre svjetskog sporta, nakon 1964. godine. Tokiju je ovo ukupno bila četvrta kandidatura, a one neuspješne su bile za igre 1960. i 2016. godine. Delegacija Tokija očito je uspjela uvjeriti glasače da se posljedice katastrofe u nuklearnoj elektrani Fukushima iz ožujka 2011. godine ni na koji način neće odraziti na organizaciju Igara za sedam godina.

Istanbul je peti puta izgubio utrku za organizaciju olimpijskih igara. Prethodne prijave je imao za igre 2000., 2004., 2008. i 2012. godine. Madrid je, pak, treći puta zaredom izgubio u prvom krugu glasovanja…