Najbolji teniser sveta je takmičenje na olimpijskom turniru u Tokiju završio na četvrtom mestu u obe konkurencije. Novaka je u meču za bronzu u singlu posle dva časa i 47 minuta porazio 6. nosilac Pablo Karenjo Busta rezultatom 4:6, 7:6 (8:6), 3:6. Nešto kasnije, srpski par se povukao iz meča za treće mesto u konkurenciji mešovitih dublova zbog povrede desnog ramena Novaka, koji je u prethodnih 24 sata na terenu proveo čak šest sati i 40 minuta.

Novak nije uspeo da ponovi uspeh iz Pekinga i osvoji bronzanu medalju na Olimpijskom turniru u Londonu.