Svečanosti otvaranja na Olimpijskom stadionu prisustvovalo je 35 tisuća gledatelja među kojima su bili i američka prva dama Laura Bush i talijanska filmska legenda glumica Sofia Loren.
U ceremoniji otvaranja sudjelovalo je preko 4 tisuće i sedam stotina izvođača i oko dvije tisuće i šest stotina sportaša iz preko osamdeset zemalja. Procjenjuje se da je televizijski prijenos otvaranja pratilo oko dvije milijarde gledalaca. Nakon dvosatnog programa i mimohoda učesnika sportašima obratio se predsjednik Međunarodnog olimpijskog odbora Jacques Rogge:"Molim vas da se natječete u duhu fair-playa i međusobnog poštivanja, te posebice da se suzdržite od uzimanja dopinga".
Nakon Roggeovog govora, igre je službeno otvorio talijanski predsjednik Carlo Azeglio Ciampi. Posljednja nositeljica olimpijske baklje bila je Stefania Belmondo bivša nordijska skijašice iz Italije. Ona je zapalila najviši olimpijski plamen u povijesti, koji se nalazi na 57 metara visokom postolju. Tijekom 16 dana natjecanja sportaši će se boriti za 84 zlatne medalje u 15 sportskih disciplina. Učesnike i gledatelje Olimpijade štititi će dosad nezabilježene mjere sigurnosti u kojima će biti angažirano 15 tisuća talijanskih policajaca, dok će zonu zabrane preleta štititi lovački avioni NATO saveza.
Glazbeni program obilježio je nastup Yoko Ono te pjevača Petera Gabriela. Mimohod sportaša bio je popraćen koktelom hitova iz sedamdesetih i osamdesetih američke plesne glazbe, dok je na kraju programa nastupio legendarni talijanski tenor Luciano Pavarotti s arijom iz opere Turandot Giacoma Puccinia.
