古代奧運會在初創時期隻能進行幾個項目的比賽，其規模和影響並不大。後來，隨著奧運會的規模及影響越來越大，比賽項目不斷增加，比賽的時間也由原來的一天增至三天。到了公元前六世紀，比賽項目已增至20多項，全部比賽要在五天之內才能完成。這些比賽項目大多與軍事技術和軍事訓練有關。
賽跑
跑步在古代人們的生活和軍事訓練中占有重要的地位，許多運動項目都離不開這一基礎訓練。跑步可謂古代最普及的運動項目之一。早在二千五百年前，古希臘阿爾菲斯河岸的峭壁上就已刻下了這樣一段關於跑步的格言：
如果你想聰明，跑步吧！
如果你想強壯，跑步吧！
如果你想健康，跑步吧！
古奧運賽跑陶器
從第一屆到第十三屆，古代奧運會正式比賽項目僅有短跑一項。因這一比賽的跑距約為192米左右，恰好是比賽場地的長度，所以也叫“場地跑”。從第十四屆起又陸續增加了中距離跑和長跑。中距離跑的距離正好是短跑的一倍，運動員比賽時要在短跑比賽的直道上跑一個來回，所以又叫“兩次場地跑”或“場地往返跑”。長跑仍然是在短跑直道上進行的往返跑，隻是往返跑的次數有了許多的增加，大約在6次～24次之間。
另外，古代奧運會後來還增設了運動員穿戴頭盔、手持盾牌的武裝賽跑，以及為喇叭手、傳令官舉行的賽跑。可見賽跑在古代奧運會的比賽項目中占據了不少席位。
場地跑
場地跑作為古代奧林匹克運動會第一項比賽項目，在古代奧運會史上有著非常重要的地位。從第一屆到第七屆古代奧運會，場地賽跑都是惟一的比賽項目，隻是到了第七屆公元前724年，奧運會才把中距離跑列入古代奧運會的比賽項目，但場地跑仍是最主要的項目，可以說，在古代奧林匹克運動會前期，場地跑一直占據著主導地位。
據史料記載，在公元前776年的第一屆古代奧林匹克運動會上的場地賽跑中，伊利斯城邦的廚師科羅巴斯經過多輪的角逐，獲得了最後的勝利，摘取了第一屆古奧運會上的惟一桂冠。科羅巴斯也就成為古代奧林匹克運動會曆史上的第一個冠軍，由此他獲得了很高的榮譽。據說，當科羅巴斯逝世後，他的墳墓被葬在伊利斯和希拉之間，成為這兩個強大城邦的邊界石，並以此象征著永久的和平。
場地賽跑這項古代奧運會的短跑項目，對現代奧運會的短跑項目影響是很大的，今天我們的短跑比賽中的100米、200米、400米比賽當中仍可隱約地看到當年古奧運會場地賽跑的影子。古奧運會的場地賽跑劃分好跑道，我們今天的田徑場地是按此把跑道劃好。古希臘場地跑運動員的起跑姿式，也被我們今天的運動員接受，並加以改進。古希臘運動員們在場地賽跑中起跑時用的蹬石，今天的人們加以改進，變成了先進的助跑器。
跳遠
跳遠用的沙坑叫做“斯卡瑪”，坑長約15米，同時它還兼做摔跤場之用。跳遠比賽是在笛聲伴奏下進行的，以激發起競技者的情緒和跳遠的節奏。跳遠分為立定跳和助跑跳兩種。比賽時，運動員手握名為助跳器、重量約1.48～4.63公斤的半圓形重物。古希臘人認為這樣可以準確掌握兩臂擺動的幅度，加大推力，增加跳遠的距離，還可以保持身體平衡，使雙腳平穩落地，按當時規定兩腳落地不平行，成績無效。
跳遠的成績用線繩測量，用木樁標記。每個競技者跳完3次後，才決定誰跳得最遠，同時，還要看競技者跳躍時姿態是否優美，隻有兩者兼備的競技者才能獲勝。
拳擊
拳擊是古希臘最古老的運動項目之一，但直到公元前688年的第二十三屆奧運會上才被正式列為競賽項目，古希臘人稱之為“布克興”。
古代奧運會上的拳擊比賽，形式、比賽規則和競技時所用的手具方麵，都有別於現代的拳擊運動。在古希臘的荷馬時代，競技者是用在油脂內漫浸過的、柔軟的牛皮帶纏繞在自己的手掌及手指上作為護具而進行比賽的。
到了羅馬時代，為了迎合尋求“流血刺激”的貴族的胃口，拳擊競技者竟在皮帶上嵌上了數量眾多的金屬扣。因此，受傷致殘的情形時常發生，而流血的場麵更是屢見不鮮。這樣，拳擊便成為一項激烈而又殘忍的競技運動。直至羅馬帝國衰落，這種凶殘的拳擊搏鬥才得以終止。
當時，拳擊比賽沒有場地界域和時間的限製，競技沒有“回合製”，也沒有嚴格的規則，隻是不允許打擊腰部以下任何部位。因此取勝主要是靠身體耐力和勇敢的拚搏。比賽時，竟技者一般的站立姿勢為：右腳在前，左腳在後，雙拳曲向前胸，昂首挺立，麵對對方。據史料記載，古代奧林匹克運動會上的第一個拳擊冠軍為斯巴達人沃洛瑪斯科斯。