1894. aasta Sorbonne'i kongressil pakuti Ateenas programmi suur hulk spordialasid. Esimestes ametlikes teadetes spordiürituste kohta esitati sellised spordialad nagu jalgpall ja kriket, kuid need plaanid ei saanud kunagi lõplikult paika ja need spordialad ei pääsenud mängude lõplikku nimekirja. Kavas olid ka sõudmine ja purjetamine, kuid need tuli kavandatud võistluspäeval halva ilma tõttu ära jätta.
Kergejõustik
Kergejõustikuvõistlustel oli spordialadest kõige rohkem rahvusvahelisi võistlejaid. Suurim tipphetk oli maraton, mis toimus esmakordselt rahvusvahelisel võistlusel. Spyridon Louis oli ainus Kreeka kergejõustikumeister ja rahvuskangelane. Kuigi Kreeka oli favoriit kettaheites või kuulitõukes, jäid Kreeka parimad sportlased mõlemal alal napilt maha ameeriklasest Robert Garrettist.
Maailmarekordeid ei püstitatud, sest vähesed rahvusvahelised tippvõistlejad olid otsustanud võistelda. Lisaks olid raja kurvid väga kitsad, mis muutis kiireid aegu jooksuvõistlustel raskeks. Sellele vaatamata võitis Thomas Burke Ameerika Ühendriikidest 100 meetri jooksu 12,0 sekundiga ja 400 meetri jooksu 54,2 sekundiga. oli ainus, kes kasutas "kükistarti" (põlve asetamine pinnasele), mis ajas žürii segadusse. Lõpuks lubati tal startida "ebamugavast asendist".
Jalgrattasõit
Jalgrattasõiduvõistlustel kasutati Rahvusvahelise Jalgrattaliidu eeskirju. Rattasõidu võistlused toimusid äsja ehitatud Neo Phaliron Velodroomil. Toimus ainult üks maanteevõistlus, mis kulges Ateenast Maratoni ja tagasi (87 kilomeetrit).
Rajajooksude parimaks oli prantslane Paul Masson, kes võitis ühe ringi ajasõidu, sprindidistantsi ja 10 000 meetri jooksu. 100 kilomeetri võistlusel osales Masson oma kaasmaalase Léon Flamengi temposõitjana. Flameng võitis võistluse pärast kukkumist ja pärast seda, kui ta oli peatunud, et oodata oma kreeklasest konkurendi Georgios Kolettise mehaanilise probleemi parandamist. Austria vehkleja Adolf Schmal võitis 12-tunnise võistluse, mille lõpetas vaid kaks jalgratturit, ning maanteesõidu võistluse võitis Aristidis Konstantinidis.
Vehklemine
Vehklemisvõistlused toimusid Zappeionis, mis oli ehitatud Evangelis Zappase poolt antiikolümpiamängude taaselustamiseks antud raha eest, kuid mida varem ei kasutatud. Erinevalt teistest spordialadest (kus olümpiamängudel võisid osaleda ainult amatöörid), lubati vehklemises võistelda professionaalidel, kuigi eraldi võistlusel. Neid professionaale peeti härrasmeeste sportlasteks, nagu amatööridki.
Kavas oli neli võistlust, kuid épée-võistlus jäeti teadmata põhjustel ära. Foileri võistluse võitis prantslane Eugène-Henri Gravelotte, kes võitis finaalis oma kaasmaalast Henri Callot'd. Teised kaks võistlust, sael ja vehklemisvõistlus, võitsid Kreeka vehklejad. Leonidas Pyrgos, kes võitis viimase võistluse, sai esimeseks Kreeka olümpiavõitjaks uusajal.
Võimlemine
Võimlemine toimus Panathinaiko staadioni siseväljakul. Saksamaa saatis 11-liikmelise võistkonna, mis võitis kaheksast võistlusest viis, sealhulgas mõlemad võistkondlikud võistlused. Meeskonnavõistluses horisontaalriistal oli Saksamaa võistkond võitmatu. Kolm sakslast lisasid individuaalseid tiitleid: Hermann Weingärtner võitis horisontaalruudul, Alfred Flatow võitis paralleelruudul ning Carl Schuhmann, kes võistles edukalt ka maadluses, võitis hüppeliigese. Šveitsi võimleja Louis Zutter võitis pommel horse'i, kreeklased Ioannis Mitropoulos ja Nikolaos Andriakopoulos võitsid vastavalt rõngastel ja köieveos.
Laskmine
Kallithea lasketiirus peetud võistlus oli viis võistlust - kaks püssiga ja kolm püstoliga. Esimese võistluse, militaarpüssiga, võitis Pantelis Karasevdas, kes oli ainus võistleja, kes tabas sihtmärki kõigi oma lasudega. Teist võistlust, militaarpüstoliga, domineerisid kaks ameerika venda: John ja Sumner Paine olid esimesed õed-vennad, kes saavutasid samal võistlusel esimese ja teise koha. Selleks, et vältida võõrustajate häbistamist, otsustasid vennad, et ainult üks neist võistleb järgmisel püstolilaskmise võistlusel, vabapüstolilaskmises. Sumner Paine võitis selle võistluse.
Vennad Paine ei osalenud 25 meetri püstolivõistlusel, kuna kohtunikud leidsid, et nende relvad ei olnud nõutava kaliibriga. Nende puudumisel võitis Ioannis Phrangoudis. Samal päeval algas viimane võistlus, vabapüssist laskmine. Pimeduse tõttu jäi see võistlus siiski pooleli ja see lõpetati järgmisel hommikul, kui Georgios Orphanidis krooniti meistriks.
Ujumine
Ujumisvõistlus toimus avamerel. Peaaegu 20 000 pealtvaatajat oli Pireuse ranniku lähedal asuvas Zea lahes, et jälgida võistlusi. Lahe vesi oli külm ja võistlejad kannatasid võistluste ajal. Lisaks kolmele avatud võistlusele (meeste 100 meetri vabaltujumine, meeste 500 meetri vabaltujumine ja meeste 1200 meetri vabaltujumine) toimus samal päeval (11. aprillil) ka üks erivõistlus, mis oli avatud ainult kreeka purjetajatele.
Alfréd Hajósile (Ungari) tähendas see, et ta sai samal päeval osaleda vaid kahel võistlusel. Ta võitis need kaks võistlust, kus ta ujus, 100 ja 1200 meetri vabaltujumise. Hajósist sai hiljem üks kahest olümpialasest, kes on võitnud medali nii kergejõustikus kui ka kunstis, kui ta võitis 1924. aastal hõbemedali arhitektuuris. 500 meetri vabaltujumise võitis Austria ujuja Paul Neumann, kes edestas oma vastaseid enam kui pooleteise minutiga.
Tennis
Kuigi tennis oli juba 19. sajandi lõpus suur spordiala, ei ilmunud Ateena turniirile ükski tippmängija. Võistlused toimusid Ateena murutenniseklubi väljakutel ja jalgrattaspordi võistluste jaoks kasutatava velodroomi siseväljakul. John Pius Boland, kes võitis võistluse, oli võistlusele registreerinud oma kaasõpilase Oxfordis. Esimeses voorus võitis Boland Hamburgi paljulubavat tennisisti Friedrich Traunit, kes oli 100 meetri sprindivõistlusel välja langenud. Boland ja Traun otsustasid paarismängus võistelda koos, kus nad jõudsid finaali ja alistasid pärast esimese seti kaotamist Kreeka ja Egiptuse vastased.
Kaalutõstmine
1896. aastal oli jõutõstmine veel noor spordiala ja selle reeglid erinesid tänapäeval kehtivatest reeglitest. Võistlused toimusid õues, peastaadioni siseväljakul, ja kaalupiirangud puudusid. Esimene võistlus toimus stiilis, mida praegu tuntakse kui "clean and jerk". Kaks võistlejat paistsid silma: Šotlane Launceston Elliot ja Viggo Jensen Taanist. Mõlemad tõstsid sama raskust, kuid žürii, mille esimees oli prints George, otsustas, et Jensen oli teinud seda paremas stiilis. Briti delegatsioon, kes ei tundnud seda tasavägist reeglit, esitas protesti. Lõpuks lubati tõstjatel teha uusi katseid, kuid kumbki tõstja ei parandanud oma tulemust ja Jensen kuulutati meistriks.
Elliot võitis ühe käega tõstmise võistluse, mis toimus kohe pärast kahe käega tõstmist. Jensen oli oma viimasel kahe käega tõstmise katsel kergelt vigastada saanud ja ei olnud Elliotile vastane, kes võitis võistluse kergelt. Kreeka publik oli šoti võitjast, keda nad pidasid väga atraktiivseks, vaimustuses. Kaalutõstmise võistluse ajal juhtus üks kurioosne vahejuhtum: teenijale anti korraldus eemaldada raskused, mis tundus olevat tema jaoks raske ülesanne. Prints George tuli talle appi; ta tõstis raskuse üles ja viskas selle rahva rõõmuks märkimisväärse vahemaa kaugusele.
Maadlus
Panathinaiko staadionil peetud maadlusvõistlustel ei olnud kaalukategooriaid, mis tähendas, et igas suuruses võistlejate seas oleks ainult üks võitja. Kasutatavad reeglid sarnanesid tänapäeva kreeka-rooma maadlusele, kuigi ei olnud ajalist piirangut ja kõik jalgade hoidmised ei olnud keelatud (erinevalt praegustest reeglitest).
Peale kahe kreeka võistleja olid kõik võistlejad varem tegutsenud ka muudel spordialadel. Kaalutõstmise meister Launceston Elliot seisis vastamisi võimlemisvõistluse meistri Carl Schuhmanniga. Viimane võitis ja pääses finaali, kus ta kohtus Georgios Tsitasega, kes oli eelnevalt võitnud Stephanos Christopoulose. Pimedus sundis finaalmatši katkestama pärast 40 minutit; see jätkus järgmisel päeval, kui Schuhmannil kulus vaid veerand tundi, et lõpetada matš.