Madrid 2016 fue el tercer intento de la capital española para albergar unos Juegos Olímpicos, impulsado por el alcalde Alberto Ruiz-Gallardón. A pesar de contar con un alto apoyo popular y la segunda mejor valoración técnica del COI (solo superada por Tokio), no era la favorita debido a la rotación continental tras los Juegos de Londres 2012. Finalmente, fue derrotada por Río de Janeiro en la ronda final de votaciones por 66-32, quedando por delante de Tokio y Chicago. El proyecto proponía fechas del 5 al 21 de agosto (Olímpicos) y del 9 al 20 de septiembre (Paralímpicos), con un diseño compacto dividido en la Zona Núcleo (alrededor del Estadio de la Peineta) y la Zona Río (junto al Manzanares). Destacaban instalaciones como la Caja Mágica, el Centro Acuático y la remodelación del Estadio de la Peineta (futura sede del Atlético de Madrid), además de subsedes en Valencia, Barcelona o Málaga. Su principal fortaleza era la compacidad y cercanía de todas las sedes, aunque no fue suficiente para superar a la candidatura brasileña.