Das ZDF steuert seine Olympia-Berichterstattung weitgehend vom Sendezentrum auf dem Mainzer Lerchenberg aus. Dort befindet sich das NBC (National Broadcast Center) – das gemeinsam von ZDF und ARD genutzt wird und wo alle Fäden zusammenlaufen. Wie bei der Fußball-Europameisterschaft erfolgt die gesamte Sendeabwicklung von dort. Hier befinden sich Regie, Sendetechnik und Arbeitsplätze für Redaktion und Postproduktion. Ein Großteil der Wettbewerbe wird aus dem NBC kommentiert, nur ein kleines ZDF-Team wird in Tokio sein.
Das „Fenster zu Olympia“ für das ZDF liegt allerdings vor Ort in einem Glasstudio an der Tokyo Bay. Auf dieser Präsentationsfläche mit Blick auf die Rainbow Bridge und das Olympische Dorf werden die ZDF-Moderatoren Katrin Müller-Hohenstein und Rudi Cerne im Wechsel durch die Olympia-Tage führen, mit Experten und Expertinnen sprechen und Gäste aus der Welt des Sports begrüßen.
Bedingt durch die Zeitverschiebung von sieben Stunden (12.00 Uhr Deutschland = 19.00 Uhr Japan) überträgt das ZDF an seinen acht Wettkampftagen in der Regel von ca. 23.45/1.00 Uhr nachts bis 17.00 Uhr am Nachmittag. Während der Spiele wird zudem das ZDF-Nachrichtenformat „heute journal“ um einen längeren Olympia-Block erweitert.
Das ZDF überträgt inklusive der Eröffnungsfeier insgesamt 135 Stunden Programm. Dazu kommen zirka 1000 Stunden Livestream auf bis zu zehn Kanälen (zusammen mit der ARD).
