7月24日から8月9日まで開催される東京オリンピックを運営する、公益財団法人東京オリンピック・パラリンピック競技大会組織委員会（東京2020組織委員会）と東京都は1月22日、オリンピック期間中における東京圏の鉄道運行計画の概要を明らかにした。
「大会期間中の列車の混雑や深夜時間帯における競技会場からの帰宅の需要に対応するため」として、東京2020組織委員会と東京都は、東京圏の各鉄道事業者と列車の増発や深夜時間帯の運行を協議してきたが、主要なターミナルで終電時刻を2時頃まで繰り下げる深夜運行を実施。東京地下鉄（東京メトロ）や都営地下鉄では全線で深夜運行を実施する。
東京圏以外の北海道札幌市や宮城県仙台市で行なわれる競技については、22時に終了する競技の開催日を中心に、JRや地下鉄の深夜運行を検討するとしており、茨城県鹿嶋市の茨城カシマスタジアムで行なわれる競技では、JR鹿島線や鹿島臨海鉄道などでの深夜運行を行なう計画。
また、深夜時間帯以外でも、東京、仙台、札幌など主要な競技会場向けに臨時列車の運行を検討するとしている。
深夜運行が実施される東京圏の線区（青線部分）オリンピック閉幕後に開催されるパラリンピックについては、開会式が行なわれる8月25日、閉会式が行なわれる9月6日に最大1時間程度の終電時刻繰下げを予定しているが、時刻や区間などの詳細は4月頃に発表される予定。