國際奧委會會長羅格宣佈，大熱門之一的巴西里約熱內盧，獲得2016年奧運主辦權，是南美洲首個舉辦奧運的城市。羅格在宣佈結果前，又感謝四個申辦城市，提交高質素的申辦計劃，感謝他們的努力。委員經過首兩輪投票，並無城市取得過半數票支持，原先被視為大熱門之一的美國芝加哥，在首輪投票，得票最少出局；尋求繼一九六四年後，第二度主辦奧運的日本東京，亦在第二輪投票被淘汰，里約熱內盧到第三輪投票，擊敗西班牙，奪得主辦權。 里約熱內盧在最後陳述時，有總統盧拉到場拉票，他指南美洲從未主辦奧運，是時候解決這個失衡問題，希望取得主辦權，令奧運首次在熱帶國家舉行，讓世人感受巴西人的熱情、歡樂、以及豐盛的文化。而西班牙就出動到國際奧委會終身名譽會長薩馬蘭奇拉票，懇請委員考慮到他已經八十九歲，即將走到生命盡頭，交由馬德里主辦奧運，但最後落敗。在芝加哥市，大批支持者穿著橙色Ｔ恤，聚集在市中心廣場等候結果，當知道被淘汰後，感到失望，鴉雀無聲，說無預料到這個結果。白宮亦對結果表示失望