El Parque Olímpico de Barra de Tijuca, ubicado en la zona Oeste de la ciudad, será el corazón de los Juegos y tendrá una superficie de más de un millón de metros cuadrados.

Este Parque contará con 15 instalaciones donde se realizarán las competiciones de Boxeo, Tenis de Mesa, Bádminton, Levantamiento de Pesas, Gimnasia (Artística, Rítmica y Trampolín), Ciclismo (Pista), Deportes Acuáticos (Saltos, Waterpolo, Natación y Nado Sincronizado), Baloncesto, Judo, Esgrima, Taekwondo, Lucha (Libre y Grecorromana), Balonmano, Golf y Tenis. 

Gracias a su construcción modular, el Arena do Futuro, sede del balonmano, se desmontará tras los Juegos y se convertirá en cuatro nuevas escuelas municipales, ubicadas en diferentes barrios de la ciudad.

El Parque también albergará la sala de prensa, el edificio de transmisión de TV y el hotel para periodistas.

En esta misma zona está siendo edificada la Villa Olímpica que alojará a 18.000 atletas en 3.600 apartamentos. La edificación se encuentra construida en un 85% por lo que ya han comenzado a vender las viviendas para uso posterior.