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首次參加奧運會的國家和地區有肯亞、柬埔寨（只參加了馬術比賽）、賴比瑞亞、馬來西亞、烏干達、斐濟、衣索比亞。1956年民主德國被接納為國際奧委會會員國，兩個德國經過協商，組成了德國隊參賽。中國奧委會沒有派隊參加。中國臺灣派出21名男運動員，參加了田徑、舉重、射擊、籃球、拳擊專案的比賽。東、西德奧委會組成德國聯隊參賽。埃及、西班牙、荷蘭、瑞士均僅參加了斯德哥爾摩的馬術比賽。
開幕式於11月22日下午3時在能容納萬觀眾席的主運動場舉行。來自奧林匹亞的火種，首次利用飛機傳遞，行程共約2萬多公里。點燃奧林匹克聖火的是澳大利亞著名田徑運動員R·克拉克。
本屆奧運會比賽專案仍為17個大項。除了將蛙泳和蝶泳分開舉行比賽外，其他均與上幾屆相同。在田徑、游泳、舉重、射擊、腳踏車比賽中共破56項奧運會紀錄、16項世界紀錄。蘇聯獲37枚金牌，超過美國5枚，首次在金牌和非正式團體分上均高於美國。
2月8日舉行大會閉幕式，運動員的入場式採用各國運動員不分國籍按比賽專案列隊，手拉手入場。
嚴禁外國牲口入境
奧運會的各項籌備工作緊鑼密鼓地進行著的時候，墨爾本政府卻遇到了難題。
按照澳大利亞的法律規定，國外的牲口必須經過6個月的隔離檢疫才能入境。而馬術比賽用的馬，都是騎手自己攜帶的經過長期訓練的馬匹，如果進行隔離檢疫，將使其訓練中斷，必定會影響到比賽的成績。這項規定使得馬術比賽的正常舉辦遇到了困難。在1951年國際奧委會維也納會議上，墨爾本提出不能舉辦此屆奧運會中列入按規定必須舉行的馬術比賽。此項法律遭到了各國代表的紛紛反對，要求酌情修改。
本來就有人對本屆奧運會選在墨爾本主辦存有異議，許多國家認為澳大利亞人沒有組織大型比賽的經驗，墨爾本缺少完善的體育設施，而且遠隔大洋，交通費用昂貴。再加上這次入境問題，更使得持異議者找到了藉口，甚至發出了要求改變會址的呼聲，如此一鬧，問題逾發嚴峻起來，對墨爾本非常不利。
作為奧運會的傳統專案，馬術比賽歷史悠久，它和奧運會的誕生時間是差不多的，早在第2屆奧運會就成為了比賽專案之一，受到各國人民的喜愛。國際奧委會考慮到改變計劃會對奧林匹克運動的整體發展不利，因此，堅持在墨爾本舉行本屆奧運會。
奧委會和澳大利亞政府就牲畜入境問題進行了多次斡旋，卻一直沒有什麼進展。無奈之下，國際奧委會決定將馬術比賽改在瑞典首都斯德哥爾摩進行，其餘專案仍按原計劃不變。因此，第16屆奧運會就分別在澳大利亞墨爾本和瑞典斯德哥爾摩進行。第16屆奧運會也因此成為唯一的分別在兩個洲、兩個國家、兩個城市舉辦的奧運會。瑞典人還為本屆奧運會的馬術比賽設計了會標，於是本屆奧運會還史無前例地擁有了兩個會標。
這裡，我們既看到了奧運會主辦國對自己法律的尊重與堅守，也讓我們看到了奧組委的應變能力與妥協精神。將馬術比賽改在瑞典進行，對熱愛馬術的歐洲人來說，無疑是個大喜事，求之不得；而墨爾本不舉辦馬術比賽，少了一項運動，卻使本國的法制精神得以維護。
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入場券換來金牌
11月23日，奧運會當天舉行田徑比賽中的跳高比賽。當時參加這個專案的運動員有32名，長腳運動員們在觀眾們熱列的掌聲中魚貫而入來到比賽場地，其中有一個來自美國的19歲的黑人小夥叫查爾斯·杜馬斯。在奧運會前的美國選拔賽上他只是勉強及格，美國隊教練並沒有期望他會在當天的比賽中會有什麼驕人