Đoàn Thể thao Trung Quốc giành 2 HCV trong ngày thi đấu 31/7, nhưng vẫn vững vàng giữ ngôi đầu trên bảng tổng sắp.
Hai tấm HCV của Đoàn Thể thao Trung Quốc đến ở môn cử tạ và đua thuyền buồm. Trung Quốc tiếp tục dẫn đầu bảng tổng sắp với 21 HCV, 13 HCB và 12 HCĐ. Chủ nhà Nhật Bản xếp thứ 2 với 17 HCV, 5 HCB và 8 HCĐ, trong khi Mỹ xếp sau với 16 HCV, 17 HCB và 13 HCĐ.
Lyu Xiaojun đem về tấm HCV hạng dưới 81 kg nam môn cử tạ. Đô cử Trung Quốc thiết lập 3 kỷ lục Olympic với cử giật 170 kg, cử đẩy 204 kg và tổng cử 374 kg. Trong khi đó, Lu Yunxiu giành HCV nội dung đua thuyền buồm của nữ.
Đoàn Thể thao Trung Quốc không thể nới rộng thêm cách biệt với các đối thủ bám đuổi khi cặp Li Junhui và Liu Yuchen nhận thất bại 0-2 trước cặp Đài Loan (Trung Quốc) ở trận chung kết đôi nam môn cầu lông.
Chủ nhà Nhật Bản không có thêm HCV nào trong hôm nay. Niềm hy vọng lớn nhất ở môn judo chỉ có thể đem về tấm HCB ở nội dung đồng đội nam nữ, sau thất bại 1-4 trước Pháp. Môn judo cũng khép lại với ngôi số 1 thuộc về Nhật Bản khi giành 9 trên tổng 15 HCV.
Môn bơi giúp Mỹ có thêm 2 HCV, để rút ngắn cách biệt với Nhật Bản. Caeleb Dressel giành HCV ở nội dung 100 m bơi bướm nam với thành tích 49 giây 45, phá kỷ lục Olympic và thế giới do anh đang nắm giữ. Katie Ledecky không có đối thủ ở đường bơi 800 m tự do, khi về nhất với thời gian 8 phút 12 giây 57.
Môn điền kinh có 3 bộ huy chương được trao trong ngày. Ba Lan giành tấm HCV nội dung tiếp sức 4×400 m nam nữ với thời gian 3 phút 9 giây 87, phá kỷ lục Olympic. Đội tiếp sức Mỹ, đang giữ kỷ lục thế giới, chỉ giành HCĐ với thời gian 3 phút 10 giây 22.
Các nữ VĐV Jamaica thể hiện sự thống trị trên đường chạy 100 m khi giành trọn bộ huy chương. Elaine Thompson-Herah về nhất với thời gian 10 giây 61, phá kỷ lục Olympic. Daniel Stahl (Thụy Điển) giành HCV nội dung ném đĩa nam với thông số 68,9 m.
Quách Thị Lan là VĐV Việt Nam còn lại duy nhất thi đấu trong ngày. Chân chạy quê Thanh Hóa giành quyền vào bán kết nội dung 400 m rào nữ với thành tích 55 giây 71, nằm trong 4 VĐV dẫn đầu lượt chạy thứ 3.
Ở khu vực Đông Nam Á, Malaysia có thêm 1 tấm HCĐ ở môn cầu lông, sau khi cặp VĐV của họ vượt qua đối thủ Indonesia với tỷ số 2-1.