東奧閉幕式在煙花匯演下揭開序幕，主題為「Worlds We Share」閉幕式，表達「我們共享的世界」，即使未能時刻在一起，也一同分享過難忘時光。由日本著名歌劇團寶塚歌劇團領唱國歌後，各國代表陸續持旗進場，大家圍成圓捲形狀，象徵友誼與團結，但由於很多運動員已按照規定，在完成比賽後48小時內離開日本，未能出席閉幕式，令現場氣氛更為冷清。

演奏《鬼滅之刃》主題曲

運動員入場後，大會以燈光特別效果，在會場內呈現奧運五環標誌，稱為「光之五環」，並奏起奧運發祥地希臘的國歌和升起希臘國旗。傳統上奧運男子馬拉松項目在閉幕式舉行頒獎禮，雖然今屆男女子馬拉松提前在北海道札幌市完成，大會依然按照傳統，在閉幕式舉行男子馬拉松頒獎，女子馬拉松頒獎禮亦首次在閉幕禮出現。

為向全世界展示日本文化，閉幕式加入了動漫元素，由東京斯卡樂園管弦樂團演奏大熱動漫《鬼滅之刃》主題曲，另有多個傳統舞曲表演，並播放古式舞蹈影片，以介紹日本傳統文化。

隨着奧林匹克旗幟緩緩降下，東京都知事小池百合子將旗幟交給巴赫，再轉交至伊達爾戈手中，閉幕式直播畫面此時轉到巴黎埃菲爾鐵塔現場，鐵塔懸掛起代表2024年巴黎奧運的巨型旗幟，大批法國民眾熱烈歡呼，台上有表演者跳出將於下屆奧運首次登場的霹靂舞，法國總統馬克龍則在鏡頭前宣讀奧運格言「更快、更高、更強，讓我們一起」，象徵巴黎接棒舉辦2024年奧運。

最後在巴赫和東京奧組委主席橋本聖子分別致辭後，在新國立競技場點燃17天的奧運聖火也緩緩熄滅，東奧正式落幕。