Como haviam adiantado os diretores criativos da cerimônia de abertura, projeções e luzes foram os principais recursos tecnológicos utilizados na abertura dos Jogos Olímpicos. As projeções no chão do Maracanã criaram efeitos muito aplaudidos pelo público, como o voo do 14 Bis sobre o Rio de Janeiro, a transformação da floresta em um país tomado por plantações e grandes cidades e os traços arquitetônicos de Oscar Niemeyer no caminho da "Garota de Ipanema" Gisele Bündchen.
Os diretores criativos do espetáculo Daniela Thomas, Andrucha Waddington e Fernando Meirelles haviam anunciado que o recurso seria a grande aposta da cerimônia, devido a limitações impostas pelo estádio do Maracanã.
Ao contrário das aberturas anteriores, o Maracanã não é um estádio olímpico (não tem pista de atletismo), o que reduz o espaço disponível. O estádio também tem muitos lugares no nível do campo, o que impede que palcos elevados sejam montados para que equipamentos e acessórios possam ser retirados dos subsolos e escondidos depois. Para completar, o Maracanã tem portas de menos dois metros de altura, o que inviabiliza a entrada de grandes alegorias ou estruturas.
Todas essas dificuldades se somam ao orçamento reduzido da cerimônia do Rio. O valor não foi divulgado, mas, segundo os seus organizadores, é bem menor que das edições anteriores. O produtor executivo da cerimônia, Marco Balich, disse que Atenas foi marcante por ter sido clássica, Pequim teve uma abertura grandiosa, Londres fez uma festa inteligente e o Rio seria lembrado por uma cerimônia descolada. "É a festa mais legal em que eu trabalhei", disse ele, que também produziu a abertura dos Jogos de Inverno de Socchi, na Rússia.
O público cantou junto com energia e se levantou no momento mais animado da festa, quando o cantor Jorge Ben Jor interpretou seu clássico País Tropical. O Rap da Felicidade, com seu conhecido verso "Eu só quero é ser feliz" foi outro momento em que a plateia do Maracanã participou. O voo do 14 Bis ao som de Samba do Avião também foi muito aplaudido.
O momento da entrada das delegações também arrancou muitos aplausos. Grandes delegações, como a americana, a francesa e a britânica levantaram mais a plateia, mas países como Cuba, Palestina e Haiti também foram bem aplaudidos. Com a primeira olimpíada em seu continente, países da América Latina como México, Paraguai, Peru e Uruguai foram calorosamente recebidos. A pequena delegação de Tonga chamou atenção com seu porta-bandeira sem camisa e com o tronco coberto de óleo. O lutador de taekwondo Pita Nikolas Taufatofua fez a plateia gritar quando sua imagem apareceu no telão do estádio.
Ex-metrópole do Brasil Colônia e terra de ancestrais de muitos brasileiros, Portugal fez um dos desfiles de maior destaque, com muitos aplausos, mas superados pelos recebidos pelo Time Olímpico de refugiados. O Brasil encerrou o desfile ao som de Aquarela Brasileira e fez tremer o estádio do Maracanã com gritos e palmas.
Cinco transexuais estavam entre os voluntários que levavam o nome de cada país em bicicletas. Os atletas passaram entre um corredor de pessoas vestidas como vendedores ambulantes das praias cariocas e cada um recebeu uma semente, que será plantada na área do Parque Radical, uma das instalações do Complexo Esportivo de Deodoro, onde será criada a Floresta dos Atletas.
Com a passagem de todas as delegações, os atletas depositaram suas sementes em torres espelhadas que depois revelaram os aros olímpicos, que eram formados por árvores. Uma queima de fogos encerrou o desfile.
O maratonista Vanderlei Cordeiro de Lima, único brasileiro consagrado com a medalha Pierre de Coubertin, acendeu a pira olímpica do estádio, depois de receber a tocha da jogadora de basquete Hortência e do tenista Gustavo Kuerten. Vanderlei foi atrapalhado por um espectador na maratona de Atenas, em 2004, quando estava em primeiro lugar. Mesmo assim, ele continuou e ficou com a medalha de bronze, o que foi considerado um ato de grandeza olímpica.
A pira das Olimpíadas do Rio tem uma pequena chama, que fica em frente da escultura do artista plástico Anthony Howe, formando um conjunto que representa o sol. A quantidade pequena de fogo, segundo a Rio 2016, faz da pira de 2016 uma chama de baixa emissão de carbono. O momento anterior à pira foi marcado por um grande desfile que trouxe as 12 escolas de samba do grupo especial do Rio de Janeiro e os cantores Anitta, Caetano Veoloso e Gilberto Gil, que embalaram a plateia ao som de Isso aqui, o que é?, de Ary Barroso.
A Bandeira Olímpica foi carregada por brasileiros que se destacaram no esporte, e o público aplaudiu com grande intensidade. Marta Vieira (futebol), Sandra Pires (vôlei de praia), Oscar Schmidt (basquete), Torben Grael (vela), Emanuel (vôlei de praia) e Joaquim Cruz (atletismo) carregaram o símbolo olímpico. Também conduziram a bandeira a juíza Ellen Gracie e a fundadora do Instituto Pró-Criança Cardíaca, Rosa Celia Pimentel Barbosa. O medalhista olímpico Robert Scheidt fez o juramento dos jogos, a parte em que os atletas se comprometem a competir sem recorrer à dopagem foi muito aplaudida.
O medalhista olímpico do Quênia Kip Keino foi o homenageado com a primeira Láurea Olímpica, prêmio concedido a contribuições prominentes ao olimpismo. A partir dos jogos do Rio de Janeiro, o prêmio se tornará uma tradição nas cerimônias de abertura, segundo o Comitê Olímpico Internacional.
O esportista do atletismo desenvolve um projeto social no Quênia em que dá assistência educacional e esportiva a jovens de comunidades pobres. "Meu humilde pedido a todos vocês, esportistas, é que se juntem a mim na ajuda a todos os jovens", disse o atleta. "Que todos tenham alimento, abrigo e educação".