XVI: n kesäolympialaiset pidettiin Melbournessa Australiassa 22. – 8. Joulukuuta 1956. Kaupunki voitti oikeuden järjestää kilpailun Buenos Airesissa yhdellä äänellä. Itse olympialaisten järjestäminen Australiassa koettiin moniselitteisesti maanosan etäisyyden vuoksi.
Australian etäisyyden ja lippujen korkean hinnan vuoksi jotkut maat kieltäytyivät lähettämästä urheilijoita, toiset taas vähentivät merkittävästi edustustojaan. Tämän lisäksi kävi ilmi, että eläinten tuontia koskevien karanteenisääntöjen vuoksi Melbourne ei voisi järjestää hevoskilpailuja, minkä vuoksi ne oli pidettävä Tukholmassa. Ensimmäistä kertaa olympialaisten historiassa isäntämaa joutui boikotoimaan - Sveitsi, Espanja ja Alankomaat kieltäytyivät osallistumasta peleihin vastustaakseen Unkarin Neuvostoliiton joukkojen tukahduttamaa kansannousua. Kiina ei lähettänyt urheilijaansa osallistumisen vuoksi Taiwanin olympialaisiin. Tämä oli sitäkin yllättävämpää, koska Australialla ei ollut mitään tekemistä näiden tapahtumien kanssa.
Kaikista vaikeuksista huolimatta Melbournessa järjestettiin kesäolympialaiset, joihin tuli 3184 urheilijaa 67 maasta. Osallistuminen näihin pohjoisen pallonpuoliskon urheilijoiden peleihin liittyi merkittäviin vaikeuksiin - erityisesti pelien epätavallisen ajoituksen ja sopeutumistarpeen vuoksi. Tästä huolimatta urheilijat pystyivät osoittamaan korkeimman tason taitoa ja motivaatiota. Ensimmäisen sijan joukkuekilpailussa otti Neuvostoliiton joukkue, joka oli voittanut 37 kulta-, 29 hopea- ja 32 pronssimitalia. Amerikkalaiset olympialaiset ottivat sijoituksen toisen rivin saaden 32 kulta-, 25 hopea- ja 17 pronssimitalia. Kunniamaininta kolmannen sijan sai olympialaisten isännät, he voittivat 13 kulta-, 8 hopea- ja 14 pronssimitalia.
Yksi mielenkiintoisimmista oli jalkapalloturnaus, jossa Neuvostoliiton maajoukkue onnistui pääsemään finaaliin ja voittamaan Jugoslavian joukkueen siinä. Tällä olympialaisilla Neuvostoliiton joukkue voitti 6 voittoa, teki yhden ottelun (voitti myöhemmin uusinnassa) eikä hävinnyt koskaan. Fyysisesti ja henkisesti vaikeimpia olivat kaksi ottelua Indonesian joukkueen kanssa, joita kukaan ei ottanut vakavasti ennen olympialaisia. Fyysisesti hyvin valmistautuneena Indonesiassa ensimmäisessä ottelussa ei sallittu Neuvostoliiton urheilijoiden osoittaa taitojaan käyttämällä erittäin voimakasta painetta yhdistettynä vankkaan puolustukseen, joka ei sallinut Neuvostoliiton pelaajien tunkeutua rangaistusalueelle. Ensimmäinen ottelu päättyi tasapeliin, sen tulosten mukaan Neuvostoliiton pelaajat tekivät tarvittavat johtopäätökset muuttamalla taktiikkaansa hieman. Erityisesti he alkoivat lyödä enemmän rangaistusalueen ulkopuolelta. Tämän seurauksena toistopelissä voitettiin vakuuttava 4: 0-voitto.
Neuvostoliiton yleisurheilijat esiintyivät hyvin myös Melbournessa. Kuuluisa juoksija Valery Kuts voitti kaksi kultaa kerralla 5 ja 10 tuhannen metrin etäisyydellä, mikä teki olympiaennätykset. Mutta mikä tärkeintä, hän onnistui voittamaan ikuisen kilpailijansa englantilaisen Gordon Pearyn, jonka ennustettiin voittavan. Neuvostoliiton urheilijat voittivat keihäänheitossa ja kuulatyössä naisten keskuudessa ja 20 km kävelyssä miesten keskuudessa. Vladimir Safronovista tuli ensimmäinen Neuvostoliiton olympiavoittaja. Eräänä päivänä olympialaisista Neuvostoliiton hymni soi samassa salissa 11 kertaa tunnin ajan. Neuvostoliiton voimistelijat voittivat 11 kulta-, 6 hopea- ja 5 pronssipalkintoa.
Unkarilainen nyrkkeilijä Laszlo Papp voitti kolmannen olympialaisen peräkkäin ja tuli ensimmäiseksi urheilijaksi maailman nyrkkeilyn historiassa, joka onnistui tämän. Modernin viisikilpailun toisen olympialaisen voitti ruotsalainen Lars Hull.
XVI: n kesäolympialaisten päättyessä kaikkien maiden urheilijat kävivät yhdessä, mikä oli uuden olympiaperinteen syntymä.
