1958年5月24日，日本天皇裕仁在亚运会联合会主席的邀请下，用日语宣布第三届亚运会开幕。时任国际奥林匹克委员会主席艾弗里-布伦达治接受邀请，也出席了亚运会开幕式典礼，成为第一位参加亚运会活动的国际奥委会主席。
为了做好东道主，日本全国上下也是蛮拼的，把亚运会的接待标准直接上升到了奥运的高度。先是花巨资建场地，据说日本政府投资了13亿日元，兴建了一座可容纳7万5千名观众的国立体育场，直接让前两届亚运会的主场地变得“矮矬穷”了。此体育场后来成为日本体育的象征，此后亦曾举办过多项主要运动会，包括1964年的奥运会、1991年世界田径锦标赛，及丰田杯足球赛(至2001年为止)。作为日本的国家球场，每年1月1日的天皇杯及11月的日本足球联赛杯皆在此举行。
不仅如此，东京亚运会又扩大了规模，参赛国家和人数都让前两届无可比拟。亚运会上共有13种运动113项比赛，上一届的8种运动之外，另外增加了日本强项的排球、桌球、自由车、网球及曲棍球五种运动，及羽球和柔道两种表演赛。参加的国家和地区共有20个，比上一届增加了伊朗和尼泊尔，运动员1422名(其中女运动员121名)。
中国台北的表现倒是不错，他们一共有173名男女运动员参加了第三届亚运会，共夺得6枚金牌，名列第五。值得称道的有两枚金牌，一枚是杨传广继续扮演“亚洲铁人”的角色，蝉联十项全能的冠军；第二枚就是足球比赛。他们像四年前一样再度拿金牌。（台湾都能拿下两次亚运会的足球金牌，可如今，哎，不说也罢！）
这次之所以只有台湾参加而国内没有参加，是由于国内与国际奥组委的矛盾所造成的。其实早在刚刚建国的时候，国内就申请了1952年的赫尔辛基奥运会的参赛权。但是在举办前夕，奥组委却面临着左右为难的处境，国内和台湾同时都宣称是中国的唯一代表。对于人口众多的新中国和还占据着联合国席位的台湾，国际奥组委都无法拒绝，于是在1952年7月17日，国际奥组委第47届全会做出决定，同时邀请国内和台湾共同参加赫尔辛基奥运会。
台湾对此提出抗议，并没有派出运动员参加这次奥运会。国内体育代表团因为交通受阻，所以只有游泳运动员参加了奥运会的比赛。尽管如此。中华人民共和国的五星红旗终于第一次飘扬在奥林匹克运动会上。
在实现了奥运会上升起五星红旗之后，国内继续邀请国际奥委会承认国内为中国唯一合法代表，邀请驱逐台湾的资格。1954年，在雅典召开的国际奥委会第49届全会上，国际奥委会以票对21票通过决议，同时承认国内和台湾的参赛资格，显然，这种决定双方都不会接受。
1955年。在第51届国际奥委会年会上，由于当时的国际形势对中国不利。以美国为首的西方国家拒不承认新生的社会主义中国，而且还支持台湾继续占据联合国的席位，加上当时国际奥委会主席布伦戴奇具有强烈的亲台政治倾向，并对新中国怀有偏见，所以我国的正义要求再次遭到了国际奥委会的拒绝。