Kolarze górscy musieli zmierzyć się z bardzo wymagającą trasą zlokalizowaną w okolicach Tokio. Na pętli znajdowało się kilkanaście sekcji złożonych z kamieni, głazów i dropów. Na zawodników czekały również sztywne podjazdy, które prowadziły po szutrowej lub kamienistej nawierzchni. Od samego startu wszyscy zawodnicy jechali bardzo czujnie i nie pozwalali nikomu na samotny atak. Uformowała się kilkuosobowa grupka, w której znajdowali się między innymi Nino Schurter, Tom Pidcock, Mathias Flüeckiger, Mathieu Van Der Poel, Henrique Avancini oraz Viktor Koretzky i Anton Cooper.
Podczas skoku z dropa groźnemu upadkowi uległ Van Der Poel, który mimo bólu zdecydował się na kontynuowanie jazdy, lecz już ze znaczną stratą do czołówki. Na początku trzeciego okrążenia mocniej na pedały nacisnął Flüeckiger, który objął prowadzenie wraz ze swoim rodakiem, Nino Schurterem. Tuż za ich plecami podążał Tom Pidcock, a także Anton Cooper. Tempo wyścigu było bardzo wysokie i ciężko było kolarzom zyskać choć kilka sekund przewagi. Do ścisłej czołówki dołączył też Ondrej Cink oraz Viktor Koretzky. W tym samym czasie skutecznie zaatakował Pidcock, który stopniowo powiększał swoją kilkusekundową przewagę. W międzyczasie z grona faworytów odpadł Czech, Ondrej Cink, który zmagał się z defektem i nie był w stanie kontynuować jazdy z powodu opony, która zsunęła się z obręczy. Na ostatnie okrążenie Thomas Pidcock wjechał z przewagą 14 sekund, którą dowiózł do mety pewnie zwyciężając swój pierwszy wyścig na Igrzyskach Olimpijskich (w wieku 22 lat!). Drugi na mecie był David Valero Serrano z Hiszpanii, któremu udało się zaskoczyć zarówno kibiców jak i innych zawodników. Mistrz olimpijski z Rio, Nino Schurter, zajął czwarte miejsce. Jedyny Polak biorący udział w rywalizacji, Bartłomiej Wawak (Kross Orlen Cycling Team), ukończył zmagania na 19 miejscu.
