As provas do pentatlo e do decatlo, no atletismo, tiveram dois participantes norte-americanos que ficariam famosos posteriormente. Avery Brundage seria o futuro presidente do Comitê Olímpico Internacional, entre os anos de 1952 e 1972. Já George Patton iria se tornar um herói de seu país na Segunda Guerra Mundial no final da década de 1930 e começo dos anos de 1940. Brundage terminou em sexto em 1912, enquanto Patton acabou em quinto. O futuro general na batalha mundial perdeu seu lugar no pódio porque foi mal, ironicamente, na prova de tiro (apenas o 21º lugar entre 32 competidores).
A extenuante maratona fez uma vítima fatal na Suécia. O português Francisco Lázaro caiu desmaiado no quilômetro 30 devido a uma insolação e morreu no dia seguinte no hospital. Ele, que estava com a 1ª delegação portuguesa da história, foi o primeiro a morrer em Jogos.
Durante a planificação do programa de provas, os suecos insistiam em conservar apenas o atletismo, a luta, a ginástica e a natação. Após protestos de outros países e do próprio COI foi incluindo outros esportes. O boxe, proibido pelas leis da Suécia, ficou mesmo de fora.
Favorito aos 100 m do atletismo, o negro norte-americano Howard Drew, surpreendentemente, não apareceu para a final. O motivo oficial foi a ruptura de seu calcanhar. Versões garantem, porém, que ele foi trancado nos vestiários por um treinador, que preferia ver um branco campeão.
Philip John Baker, atleta norte-americano que participou das provas de 800 m e 1500 m, recebeu o prêmio Nobel da Paz em 1959 por seu trabalho em favor do desarmamento nuclear.
Na categoria peso-médio da luta grego-romana, uma das semifinais, entre o estoniano Martin Klein (representando a Rússia) e o finlandês Alfred Asikainen, durou mais de 10 horas, um recorde olímpico jamais igualado. Os atletas fizeram uma pausa a cada 30 minutos, até que Klein saísse vencedor. De tão cansado, porém, ele não pôde disputar a decisão contra o sueco Claes Johanson, que ficou com a medalha de ouro.
Os Jogos de Estocolmo utilizaram a cronometragem semi-elétrica nas provas de atletismo, a partir de cronômetros conectados à pistola de partida por um fio elétrico. Anteriormente, o tempo era tomado por juízes colocados na linha de chegada, que acionavam o cronômetro ao ouvir o disparo da partida. A nova técnica permitiu ganhar perto de dois décimos de segundo na apuração. Também foi usada o fotofinish, fotografia do instante da chegada.
Na Olimpíada de Estocolmo, as mulheres entraram para valer nos Jogos. Com 48 representantes, estrearam nas provas da natação. A australiana Sarah Fanny Durack tornou-se a primeira campeã olímpica neste esporte, ao vencer os 100 m nado livre com o tempo de 1min22s02.
Pela primeira vez, o Japão participou dos Jogos, representado por um único esportista, Kanikuiri, que disputou a prova da maratona. O japonês acabou abandonando a corrida na altura dos 20 km da prova. Envergonhado por isso, decidiu pegar um bonde e desaparecer, voltando ao Japão sozinho, sem avisar.