Летние игры в Сиднее начались в необычное для таких форумов время года - осенью. Однако на самом южном из заселенных континентов в это время только начинается лето, поэтому погодные условия оказались вполне привычны олимпийцам. Соревнования начались 13 сентября 2000 года, за два дня до церемонии открытия, а первым официальным результатом спортивной программы стал счет футбольного матча между командой хозяев и итальянской сборной (0:1). Церемония открытия с проходом по стадиону «Австралия» 10600 олимпийцев из 199 стран, театрализованным представлением и зажжением олимпийского огня прошла в присутствии 110 тысяч зрителей.
Первый чемпион игр рубежа тысячелетий стал известен уже на следующий день - в стрельбе из пневматической винтовки высшую награду получила американка Нэнси Джонсон. По итогам этой олимпиады несколько спортсменов завоевали по три золотые награды и двое из них принадлежали к команде США. Это были пловцы - уроженец Одессы Леонид Крайзельбург, специализировавшийся в плавании на спине, и Дженни Томпсон, все высшие награды получившая в составе эстафетных команд, а в личном первенстве добавившая к ним бронзовую награду. Три золотых и серебряную награду завоевала и голландка Инге де Брюин, а австралиец Ян Торп по прозвищу «торпеда» получил даже на одну серебряную медаль больше. Зато среди россиян оказался спортсмен, собравший в Сиднее коллекцию из шести наград - две золотые, одну серебряную и три бронзовых медали получил гимнаст Алексей Немов. Пять медалей, из которых три были золотыми, получила на этой олимпиаде и Марион Джонс из США, но спустя семь лет МОК аннулировал все ее награды, так как было доказано использование американкой допинга.
Церемония официального закрытия игр состоялась 1 октября 2000 года. Всего на XXVII Олимпиаде было разыграно 300 комплектов медалей, наибольшее количество которых досталось представителям США (92) и России (89).