北京時間10月2日14點45分，美國的芝加哥開始了自己的陳述。以膚色各異、年齡不同的青少年為主角的宣傳片穿插在芝加哥市長戴利的承諾、芝加哥奧申委主席瑞安的推介以及北京奧運會男子十項全能金牌得主克萊等人現身說法的過程中。最后一刻才決定親臨陳述現場的奧巴馬總統最后一個發言。他力勸委員們選擇芝加哥，正如同他選擇了芝加哥一樣。
16點25分，日本首都東京第二個進行陳述。新任日本首相鳩山由紀夫將東京的申奧又提高了一個境界，強調東京是環境可持續發展的未來楷模，而體育、文化與環境的和諧發展是奧林匹克運動的重要使命。
18點05分，巴西的里約熱內盧第三個登場陳述。節奏強烈的桑巴音樂給人無限動感，代表團陳述人員也不斷傳達著里約、巴西乃至南美洲對于舉辦２０１６年奧運會的激情。巴西總統盧拉重申，巴西是世界十大經濟體中唯一沒有舉辦過奧運會的。最先致辭的國際奧委會委員阿維蘭熱說，里約準備好了。
20點45分，西班牙首都馬德里最后一個亮相陳述。雖然西班牙國王和王后的大駕光臨為馬德里申奧增加了砝碼，西班牙首相薩帕特羅也不遺余力地為馬德里宣傳出力，但薩馬蘭奇無疑是馬德里申奧的最大"王牌"。這位國際奧委會終身名譽主席站上哥本哈根貝拉中心的陳述臺，發出生命終止前的請求。
北京時間10月2日23點，國際奧委會的委員們首先在模擬投票中試用了投票系統，隨后是通過抽簽的形勢確定申辦城市編號：4號-芝加哥、7號-里約熱內盧、8號-東京、9號-馬德里。
23點20分，羅格宣布第一輪投票結果，在94張有效票中美國的芝加哥得票最少，不參加下一輪投票；23點25分第二輪投票結束，96張有效票中日本東京得票最少，慘遭淘汰，至此僅剩下里約熱內盧和馬德里兩城市競爭。
北京時間10月3日凌晨0點45分，國際奧委會主席羅格從17歲丹麥青年手球選手佩德森手中接過一個密封的信封，羅格先生親自宣布：獲得2016年夏季奧運會舉辦權的城市是里約熱內盧。
|
