2013（平成25）年9月開催の第68回国民体育大会（国体）は東京都でおこなわれ、多摩市も競技会場を提供しました。多摩市では2010（平成22）年より「スポーツ祭東京2013 東京国体多摩市実行委員会」を立ち上げ、市民ボランティア、関係機関、団体、学校等が連携して準備を進めました。大会中は、陸上競技場がサッカー競技・少年少女スポーツサッカーの会場となり、総合体育館がハンドボール競技とスポーツ吹矢の会場となりました。大会期間中にはのべ2万人の人が訪れ、ゆりーとやハローキティなどがもてなしました。競技会場となった陸上競技場と総合体育館には記念碑が設置されました。
　2021（令和3）年夏、東京2020オリンピック・パラリンピック競技大会が当初の予定より1年延期されて開催されました。市内のオリンピック聖火リレーの公道走行は中止となりましたが、7月24・25日に市内がコースとなっているオリンピック自転車競技ロードレースが開催され、世界中のトップレーサーが市内を駆け抜け、迫力あるレースが展開されました。また、多摩市はアイスランド共和国オリンピック選手団の事前キャンプ実施に関する覚書の締結を契機に2019（令和元）年12月に同国のホストタウン（国の制度）として登録。大会が開催された2021（令和3）年7月18～25日にオリンピック選手団8名（水泳・陸上競技）、8月16～21日にパラリンピック選手団16名（陸上競技・自転車競技（ロード）・水泳）の事前キャンプを相次いで受け入れました。（多摩市くらしと文化部スポーツ振興課、オリンピック・パラリンピック推進室）