Κατά τη διάρκεια της Κλασικής περιόδου, στους Ολυμπιακούς Αγώνες μπορούσαν να συμμετέχουν όλοι οι Ελληνες, αρκεί να μην είχαν διαπράξει εγκλήματα και να μην έκλεψαν κάποιο ναό. Ως Ελληνες θεωρούνταν οι ελεύθεροι κάτοικοι των πόλεων - κρατών της κυρίως Ελλάδας και των αποικιών της. Απαγορευόταν αυστηρά η συμμετοχή των «βαρβάρων» και, βέβαια, των δούλων.

Την Ελληνιστική περίοδο οι αγώνες έγιναν διεθνείς. Οι Ελληνες που συμμετείχαν ήταν κυρίως επαγγελματίες αθλητές, που μετακινούνταν από πόλη σε πόλη, στοχεύοντας στα μεγάλα χρηματικά έπαθλα.

Στη Ρωμαϊκή περίοδο άρχισε να επιτρέπεται και η συμμετοχή των δούλων, αλλά μόνο οι Ρωμαίοι αυτοκράτορες αγωνίζονταν στην Ολυμπία. Οι δούλοι μπορούσαν να πάρουν μέρος στους αγώνες που γίνονταν σε άλλες πόλεις.

Εκείνες που δεν συμμετείχαν καθόλου ήταν οι γυναίκες, ούτε ως αθλήτριες ούτε ως θεατές. Σύμφωνα με έναν αυστηρότατο κανόνα, που ίσχυε για όλη τη διάρκεια των Ολυμπιακών Αγώνων, η είσοδός τους στο στάδιο απαγορευόταν απολύτως. Ο Παυσανίας αναφέρει ότι η παραβίαση αυτού του κανόνα είχε ως αποτέλεσμα την κατακρήμνιση των γυναικών που τον αψηφούσαν από το Τυπαίο όρος! Το Τυπαίο, βραχώδες βουνό της αρχαίας Ηλείας, βρισκόταν στην αρχαία οδό προς την Ολυμπία, κοντά στον Αλφειό ποταμό.

Η μοναδική γυναίκα στην οποία επιτρεπόταν η είσοδος ήταν η ιέρεια της Δήμητρας, Χαμύνης. Το Ιερό της βρίσκεται σε απόσταση 150 μέτρων ανατολικά του αρχαίου Σταδίου στην Αρχαία Ολυμπία (ανακαλύφθηκε το 2006). Η Χαμύνη ήταν τοπική προϊστορική θεότητα της βλάστησης και της αναπαραγωγής. Το επίθετο προέρχεται από το «χαμαί+ευνή» (σημαίνει αυτός που κείτεται ή κοιμάται στο έδαφος). Αργότερα η Δήμητρα δανείστηκε το προσωνύμιο αυτό και έγινε Δήμητρα Χαμύνη. Η ιέρειά της παρακολουθούσε τους αγώνες καθισμένη στον βωμό της θεάς, απέναντι από τις θέσεις των κριτών. Στους Ρωμαϊκούς χρόνους αυτή την τιμητική θέση κατείχε η Ρήγιλλα, μακρινή συγγενής αρκετών Ρωμαίων αυτοκρατόρων και σύζυγος του μορφωμένου και πάμπλουτου Αθηναίου Ηρώδη του Αττικού.

Η Καλλιπάτειρα από τη Ρόδο ήταν η πρώτη γυναίκα που μπήκε στο στάδιο και παρακολούθησε τους Ολυμπιακούς Αγώνες (396 π.Χ.) χωρίς να της επιβληθεί θανατική ποινή. Κόρη του Διαγόρα του Ρόδιου και χήρα του Καλλιάνακτος, ανήκε σε οικογένεια Ολυμπιονικών. Θέλοντας να δει τον γιο της να αγωνίζεται, τόλμησε την απαγορευμένη είσοδο, ντυμένη με αντρικά ρούχα γυμναστή. Ο ενθουσιασμός της για τη νίκη του Πεισίρροδου αποκάλυψε το φύλο της. Εξαιρέθηκε από την ποινή λόγω του μεγάλου αριθμού αθλητών που είχε προσφέρει η οικογένειά της (ήταν κόρη, αδελφή και μητέρα Ολυμπιονικών), μένοντας στην Ιστορία ως μοναδική περίπτωση ατιμωρησίας για την παράβαση των αυστηρότατων ολυμπιακών κανόνων. Από τότε πάντως επιβλήθηκε η γυμνότητα σε όλους όσοι εισέρχονταν στον στίβο, και όχι μόνο στους αθλητές.

Τα Ηραία ήταν ειδικοί αγώνες δρόμου για τις νέες κοπέλες. Διεξάγονταν στην Ολυμπία προς τιμήν της θεάς Ηρας κάθε τέσσερα χρόνια, στο ίδιο στάδιο αλλά σε διαφορετική ημερομηνία από τις Ολυμπιάδες (συνέπιπταν με τη γιορτή των Ηραίων). Σε αυτούς έπαιρναν μέρος οι Ηλείες παρθένες, χωρισμένες ηλικιακά σε κορασίδες, νεάνιδες και γυναίκες. Φορούσαν χιτώνα κοντό και είχαν γυμνό τον δεξιό ώμο μέχρι το στήθος. Η νικήτρια στεφανωνόταν με κλαδί ελιάς, αποκτούσε το δικαίωμα να αναθέσει γλυπτή εικόνα με το όνομά της στο Ηραίο και της προσφερόταν μερίδιο από την αγελάδα που είχε θυσιαστεί στην Ηρα. Οι συγκεκριμένοι αγώνες είχαν καθιερωθεί είτε από την Ιπποδάμεια (προς τιμήν του συζύγου της Πέλοπα και της νίκης του επί του πατέρα της, Οινομάου) είτε από τις δεκαέξι γυναίκες της Ηλιδας που ύφαιναν τον πέπλο της θεάς.

Στους Ολυμπιακούς Αγώνες οι γυναίκες είχαν δικαίωμα συμμετοχής μόνο ως ιδιοκτήτριες αλόγων στα ιππικά αγωνίσματα, διότι το βραβείο δινόταν όχι στον αναβάτη, αλλά στον ιδιοκτήτη του αλόγου. Χάρη σε αυτόν τον θεσμό, πολλές γυναίκες ανακηρύχθηκαν Ολυμπιονίκες. Ως πρώτη γυναίκα Ολυμπιονίκης αναφέρεται η Κυνίσκα, κόρη του βασιλιά της Σπάρτης Aρχιδάμου, της οποίας τα άλογα νίκησαν στο τέθριππο (396 π.Χ.). Η Βελεστίχη από τη Μακεδονία, η Τιμαρέτα και η Θεοδότα από την Ηλεία νίκησαν επίσης σε ιππικά αγωνίσματα.

Το 1896 διοργανώθηκαν οι πρώτοι σύγχρονοι Ολυμπιακοί Αγώνες. Η διεξαγωγή τους έγινε στην Αθήνα, αλλά δεν επιτράπηκε σε καμία γυναίκα να πάρει μέρος σε αυτούς. Ο βαρόνος Πιερ ντε Κουμπερτέν, οραματιστής της «αναβίωσής» τους και πρόεδρος της Διεθνούς Ολυμπιακής Επιτροπής, έβρισκε πως η γυναικεία συμμετοχή σε αυτά τα αθλήματα ήταν «μη πρακτική, χωρίς ενδιαφέρον, αντιαισθητική και λανθασμένη...». Πίστευε πως «η επαφή με τον γυναικείο αθλητισμό είναι κακή (για τον άντρα αθλητή)» και ότι «αυτού του είδους ο αθλητισμός δεν πρέπει να συμπεριλαμβάνεται στο Ολυμπιακό πρόγραμμα». Η άποψη περί κατωτερότητας των γυναικών ήταν ισχυρότατη στη Βικτωριανή εποχή. Ο βαρόνος ήταν αντίθετος στη συμμετοχή των γυναικών στον αθλητισμό γενικά, επηρεασμένος και από τον θαυμασμό του για τους Ολυμπιακούς Αγώνες στην αρχαία Ελλάδα, όπου μόνο οι άντρες είχαν δικαίωμα να πάρουν μέρος: «Μια αποστολή έχουν οι γυναίκες: Να στεφανώνουν τους νικητές, όπως στην αρχαία Ελλάδα»!...

Υπήρξε, ωστόσο, μία Ελληνίδα δρομέας, η οποία διένυσε τη μαραθώνια διαδρομή των 40 χιλιομέτρων στους Ολυμπιακούς Αγώνες του 1896. Ετρεξε μία ημέρα μετά τον επίσημο αγώνα, αλλά, παρά το ότι ολοκλήρωσε τη διαδρομή σε 5 ώρες και 30 λεπτά, εξασφαλίζοντας και μάρτυρες που επιβεβαίωσαν εγγράφως τη συμμετοχή της και τον χρόνο τερματισμού, δεν της επιτράπηκε να εισέλθει στο Παναθηναϊκό Στάδιο και να τερματίσει επίσημα.

Η Σταμάτα Ρεβίθη, με καταγωγή από τη Σύρο, ήταν 30 χρονών το 1896. Πηγές αναφέρουν ότι υπήρξε μητέρα δύο παιδιών, ενός αγοριού το οποίο είχε ήδη αποβιώσει, και ενός νηπίου 17 μηνών. Η μικρή οικογένεια (κατά πάσα πιθανότητα η Ρεβίθη ήταν χήρα) ζούσε στον Πειραιά σε συνθήκες φτώχειας. Πηγαίνοντας στην Αθήνα με τα πόδια για να δουλέψει, συνάντησε έναν δρομέα που την συμβούλεψε να λάβει μέρος στον μαραθώνιο, ώστε να γίνει διάσημη και να εξασφαλίσει πιο εύκολα εργασία. Συνηθισμένη από παιδί να τρέχει μεγάλες αποστάσεις, η Ρεβίθη πήρε πράγματι αυτή την απόφαση και έφτασε στην τοποθεσία της εκκίνησης την Πέμπτη 9 Απριλίου (28 Μαρτίου με το Γρηγοριανό ημερολόγιο), όπου οι αθλητές είχαν ήδη συγκεντρωθεί για τον αγώνα της επόμενης μέρας.

Στον Μαραθώνα την υποδέχτηκε θερμά ο δήμαρχος και την φιλοξένησε στο σπίτι του. Πάντως, η οργανωτική επιτροπή αρνήθηκε τη συμμετοχή της στον αγώνα, με την επίσημη δικαιολογία ότι είχε λήξει η προθεσμία υποβολής. Αλλά το πραγματικό εμπόδιο (σύμφωνα με τους ιστορικούς David Martin και Roger Gynn) ήταν το φύλο της. Ο ιστορικός των Ολυμπιακών Αγώνων Αθανάσιος Ταρασουλέας αναφέρει πως οι διοργανωτές τής υποσχέθηκαν ότι θα αγωνιζόταν με μια ομάδα γυναικών από την Αμερική σε άλλον αγώνα στην Αθήνα, ο οποίος ουδέποτε πραγματοποιήθηκε.

Τελικά, η Ρεβίθη ξεκίνησε να διανύσει μόνη της τη μαραθώνια διαδρομή μία μέρα μετά τους επίσημους αγώνες, στις 8 το πρωί. Φτάνοντας στα Παραπήγματα (στη θέση αυτή σήμερα βρίσκεται το νοσοκομείο «Ευαγγελισμός»), την σταμάτησαν κάποιοι αξιωματικοί. Η δρομέας δήλωσε στους δημοσιογράφους ότι ήθελε να συναντήσει τον Τιμολέοντα Φιλήμονα, γενικό γραμματέα της Ελληνικής Ολυμπιακής Επιτροπής, σκοπεύοντας (κατά τους ιστορικούς) να καταθέσει τα αποδεικτικά έγγραφα στην Επιτροπή, με την ελπίδα ότι θα αναγνωριζόταν η συμμετοχή της. Δεν ανακαλύφθηκε όμως ποτέ ούτε δικό της ούτε άλλο σχετικό έγγραφο, ως επιβεβαίωση ότι υλοποίησε τα σχέδιά της. Τελείως άγνωστη είναι και η μετέπειτα ζωή της.

Η Violet Piercy (Ηνωμένο Βασίλειο) ήταν η πρώτη γυναίκα που τερμάτισε σε επίσημα χρονομετρημένη μαραθώνια διαδρομή (3 Οκτωβρίου 1926, Μεγάλη Βρετανία), με χρόνο 3 ώρες και 40 λεπτά. Ομως η επίσημη συμμετοχή γυναικών σε Ολυμπιακό Μαραθώνιο επιτράπηκε μόλις στους Αγώνες του 1984, με νικήτρια την Joan Benoit (2 ώρες και 24 λεπτά).

Ο δρόμος για την ολοκλήρωση της γυναικείας συμμετοχής στους Ολυμπιακούς Αγώνες ήταν μακρύς και δύσκολος.

Οι γυναίκες μπήκαν στα αγωνίσματα στίβου μόλις το 1928 (Αμστερνταμ). Είχαν ήδη πάρει μέρος σε όλα τα άλλα αθλήματα εκτός από τον στίβο (η Βρετανίδα Σάρλοτ Κούπερ έγινε η πρώτη γυναίκα στην Ιστορία που κατέκτησε χρυσό Ολυμπιακό μετάλλιο στο τένις το 1900). Μετά από ψηφοφορία της ΔΟΕ (15 ψήφοι υπέρ, 6 κατά) τα αθλήματα του στίβου επιτράπηκαν και για τις γυναίκες. Στο Αμστερνταμ, η Αμερικανίδα Μπέτι Ρόμπινσον, σε ηλικία 17 ετών, ήταν η πρώτη γυναίκα Ολυμπιονίκης που κατέκτησε χρυσό μετάλλιο στον στίβο, στην κούρσα των 100 μέτρων, με χρόνο 12.2'. Εκτός από τα 100 μ., οι γυναίκες πήραν μέρος στα 4x100 μ., στα 800 μ., στο ύψος, στη δισκοβολία. Το γεγονός αυτό ήταν η αιτία για την παραίτηση του Πιέρ Ντε Κουμπερτέν από τη θέση του Προέδρου της Διεθνούς Ολυμπιακής Επιτροπής. Επειδή παρατηρήθηκαν αρκετά λιποθυμικά επεισόδια των αθλητριών που συμμετείχαν στον δρόμο των 800 μ., πάρθηκε η απόφαση να μην επαναληφθεί για τις γυναίκες το συγκεκριμένο αγώνισμα. Η απόφαση αυτή ακυρώθηκε μόλις το 1960.

Από τα μέσα του '90 και μέσα σε μία δεκαετία, στον στίβο οι γυναίκες μπήκαν σταδιακά στο τριπλούν, στο επί κοντώ, στη σφυροβολία και στο στιπλ. Στο βάδην συμμετέχουν (ύστερα από την τροποποίηση του 2022) στο κοινό - για άντρες και γυναίκες - αγώνισμα των 35 χιλιομέτρων. Στα σύνθετα αγωνίσματα, οι γυναίκες αγωνίζονται στο έπταθλο, ενώ οι άντρες στο δέκαθλο.