東京五輪第15日の6日、陸上男子400メートルリレー決勝で、多田修平(住友電工)、山県亮太(セイコー)、桐生祥秀(日本生命)、小池祐貴(住友電工)の日本は、第1走者の多田から山県に渡る際、テイクオーバーゾーン内でバトンをつなげず失格となった。前回のリオデジャネイロ五輪の銀に続く2大会連続でのメダル獲得はならなかった。金メダルはイタリアで37秒50だった。
日本は予選の記録は決勝進出8チーム中8番目。日本はバトンパスに受け手の走るフォームが崩れず加速しやすい利点のある「アンダーハンドパス」を採用。距離を稼ぐため、受け取る位置を少し後ろに離すなど工夫を重ねてきた。
日本はこの競技で2008年の北京五輪、16年のリオ大会で銀メダルに輝いた。