Aan de teamwedstrijd deden tien landen mee, waardoor er in totaal 80 quotaplaatsen te verdelen waren over de NOC's. Gastland Japan was verzekerd van deelname. Van de overige negen landen kwalificeerden vier zich via de continentale kampioenschappen; voor Afrika en Oceanië fungeerden de wereldkampioenschappen in 2019 als continentaal kwalificatietoernooi. De twee landen met de hoogste scores bij de WK voor de combinatie van de technische en vrije routine die zich nog niet geplaatst hadden via de continentale kwalificatie, kwalificeerden zich eveneens voor de Spelen. De laatste drie quotaplaatsen voor de teamwedstrijd werden behaald op het olympisch kwalificatietoernooi in 2020.[2]
Aan de wedstrijd voor duetten deden 22 tweetallen mee, waarbij elk NOC maximaal een duo mocht afvaardigen. De tien landen die zich voor de teamwedstrijd hadden gekwalificeerd, plaatsen zich ook voor de duetten. Via de continentale kampioenschappen waren verder vijf quotaplaatsen te behalen, waarbij de WK in 2019 als continentaal kwalificatietoernooi voor Afrika, Azië en Oceanië fungeerden. De laatste zeven plaatsen werden tot slot vergeven aan de zeven beste tweetallen bij het OKT in 2020.[2]
Hieronder volgt het competitieschema van het synchroonzwemmen op de Olympische Zomerspelen 2020.[3] De twee evenementen werden gehouden van 2 tot en met 7 augustus 2021 en duurden respectievelijk drie en twee dagen. De finale voor de duetten was op 4 augustus en die voor de teams op 7 augustus 2021.
Tokio
Lima
Canada
Sint-Petersburg
Russische ploeg
Gwangju
Egypte
Australië
China
Oekraïne
Barcelona
Mexico
Zuid-Afrika
Kazachstan
Nieuw-Zeeland
· 
· 
