16. kesäolympialaiset pidettiin Melbournessa, Australiassa 22. marraskuuta - 8. joulukuuta 1956. Kaupunki voitti oikeuden pitää kilpailuja Buenos Airesia vastaan yhdellä äänellä. Useat pitivät Australian olympialaisten järjestämistä epäselvästi maanosan syrjäisen sijainnin vuoksi.
Australian syrjäisyyden ja lippujen korkean hinnan takia jotkut maat yleensä kieltäytyivät lähettämästä urheilijoita, toiset vähensivät valtuuskunnan määrää huomattavasti. Kaiken kaiken lisäksi kävi ilmi, että eläinten tuontia koskevista karanteenisäännöistä johtuen Melbourne ei voinut hyväksyä hevosurheilukilpailuja, minkä seurauksena ne oli pidettävä Tukholmassa. Ensimmäistä kertaa olympialaisten historiassa se isännöi boikottia - Sveitsi, Espanja ja Alankomaat kieltäytyivät osallistumasta peleihin vastustaakseen neuvostojen joukkojen Unkarissa tapahtuvan kansannousun tukahduttamista. Kiina ei lähettänyt urheilijoitaan osallistumisen vuoksi Taiwanin olympialaisiin. Tämä oli erityisen yllättävää, koska Australialla ei ollut mitään tekemistä näiden tapahtumien kanssa.
Kaikista vaikeuksista huolimatta Melbournen kesäolympialaiset pidettiin silti, 3184 urheilijaa 67 maasta tuli heidän luokseen. Osallistuminen näihin peleihin pohjoisen pallonpuoliskon urheilijoille liittyi merkittäviin vaikeuksiin - etenkin pelien epätavallisen ajoituksen ja sopeutumiskyvyn vuoksi. Siitä huolimatta urheilijat pystyivät osoittamaan korkeimman taito- ja motivaatiotason. Ensimmäisen sijan joukkueluokittelussa otti Neuvostoliiton joukkue voittamalla 37 kulta-, 29 hopea- ja 32 pronssimitalia. Turnauspöydän toisen rivin ottivat olympialaiset USA: sta, jotka olivat vastaanottaneet 32 kulta-, 25 hopea- ja 17 pronssipalkintoa. Kolmas kunniamerkki sai olympialaisten omistajille. He pystyivät voittamaan 13 kulta-, 8 hopea- ja 14 pronssimitalia.
Yksi mielenkiintoisimmista oli jalkapalloturnaus, jossa Neuvostoliiton joukkue pääsi finaaliin ja ylitti siinä olevan Jugoslavian joukkueen. Tässä olympialaisessa Neuvostoliiton joukkue sai 6 voittoa, pelasi yhden ottelun tasapeliä (voitti myöhemmin uusintapelissä) eikä koskaan hävinnyt. Fyysisesti ja henkisesti vaikeimmat olivat kaksi ottelua Indonesian joukkueen kanssa, joita kukaan ei ottanut vakavasti ennen olympialaisia. Fyysisesti täydellisesti valmistautuneet indonesialaiset eivät ensimmäisessä ottelussa antaneet neuvostoliittolaisille urheilijoille mahdollisuutta osoittaa taitojaan käyttämällä erittäin voimakasta painostusta yhdistettynä tylsään puolustukseen, joka ei antanut Neuvostoliiton pelaajien tunkeutua rangaistusalueelle. Ensimmäinen ottelu päättyi tasapeliin: tulosten mukaan Neuvostoliiton jalkapalloilijat tekivät tarvittavat johtopäätökset ja muuttivat taktiikkaa hieman. Erityisesti he alkoivat lyödä enemmän rangaistusalueen ulkopuolelta. Seurauksena oli, että uusintaottelussa voitettiin vakuuttava 4-0-voitto.
Neuvostoliiton urheilijat osoittautuivat erinomaisiksi Melbournessa. Kuuluisa juoksija Valeri Kutz voitti kaksi kultaa kerralla 5 ja 10 tuhannen metrin etäisyydellä asettaen olympiarekordit. Mutta mikä tärkeintä, hän onnistui toistamaan ikuisen kilpailijansa englantilaisen Gordon Pearyn, jonka ennustettiin voittavan. Neuvostoliiton urheilijat voittivat ruuvin heitossa ja ampuivat naisten keskuudessa miehillä 20 km kävelyllä. Vladimir Safronovista tuli ensimmäinen Neuvostoliiton nyrkkeilyn mestari. Yhtenä olympialaisten päivistä Neuvostoliiton hymni soi samassa salissa tunnin ajan 11 kertaa. Neuvostoliiton voimistelijat voittivat 11 kulta-, 6 hopea- ja 5 pronssipalkintoa.
Unkarilainen nyrkkeilijä Laszlo Papp voitti kolmannen peräkkäisen olympialaisen, ja hänestä tuli ensimmäinen menestynyt urheilija historiassa maailman nyrkkeilyn historiassa. Ruotsalainen Lars Hull voitti toisen olympiadin modernin viisiurheilussa.
16. kesäolympialaisten lopussa kaikkien maiden urheilijat kävelivät yhdessä, mikä synnytti uuden olympiaperinteen.
