Після завоювання Греції Римом у 146 р. до н.е. Олімпійські ігри проводилися ще до 394 р., коли, як вважають. Були проведені останні Ігри в історії Стародавньої Греції.
Протягом тривалого періоду популярність ігор і ставлення до них з боку римських правителів суттєво змінювалися. На початку цього періоду до олімпійських святилищ і самих ОІ римські правителі ставилися з повагою. Проте з втратою незалежності відбулися зміни політичного, економічного і соціального аспектів життя стародавніх греків, котрі негативно позначилися на спорті. Багато змагань були припинені. Різко понизилась зацікавленість спортом. Падає значення ОІ. Вони починають носити місцевий характер.
В той же час у Римській Греції продовжують функціонувати гімназії, які стали не лише центрами збереження спорту, його цінностей та ідеалів, але й свого роду центром національної і культурної спадщини. Проводилися і Ігри Олімпіад, які не були заборонені римлянами, хоча і були спроби перенесення їх до Риму.
За правління у Римі Луція Корнелія Сулли було нанесено великих збитків ОІ. Він розграбував Олімпію і Дельфи та намагався перенести ОІ до Риму, проте його плани не були зреалізовані.
В подальшому римські правителі підтримували проведення ОІ в Стародавній Греції.
В ранній період історії Стародавнього Риму, як вважають історики, римляни були знайомі з такими атлетичними дисциплінами, як біг, боротьба, плавання, кулачні бої, - і використовували їх в ролі засобів воєнізованої підготовки. Проте римляни, на відміну від Греків, змагалися одягнутими, а на атлетичних змаганнях надавали перевагу участі в ролі глядачів.
В 30 р. до н.е. до влади у Римі прийшов Октавіан Август, який повністю змінив стиль керівництва по відношенню до попередніх правителів. Багато уваги він приділяв розвитку мистецтва у різних його проявах, що значною мірою стосувалося і спорту Стародавньої Греції. Він завершив, почате ще Юлієм Цезарем, будівництво найбільшого у світі гіподрому, який вміщував 150 тис. глядачів. Багато уваги приділив відродженню ранньої величності ОІ та інших змагань. Повернув в Олімпію та Дельфи усе, що награбував Сулла.
Не оминали увагою Олімпійські Ігри і інші римські правителі. Шанувальником спорту був і імператор Тиберій (14-37 рр.), він навіть приймав участь в ОІ в перегонах на колісницях. Під час його правління з’явилися нові споруди, в тому числі і тріумфальна арка.
Підтримував ОІ і імператор Нерон, який, як ніхто інший з правителів, був захоплений старогрецькою культурою загалом і ОІ зокрема. В історію спорту він увійшов як людина, яка порушила хронологію проведення ОІ. Він домігся аби Ігри 211 Олімпіади були проведені на 2 роки пізніше і у 67 р. відбулися усі чотири наймасштабніші грецькі змагання – Олімпійські, Піфійські, Істмійські та Немейські ігри. Окрім того він домігся того, щоб в програму ОІ були включені змагання в музичному і драматичному мистецтві.
Найбільшого розквіту за період влади Риму над Грецією ОІ досягли за правління імператора Адріана (117-138 рр.). Він відновив святилища і храми в Олімпії, за що йому встановили статую у священному Алтісі. На його честь також проводилася велика кількість різноманітних змагань.
Незважаючи на позитивні аспекти проведення Ігор в описаний період, існувала і велика кількість проблем. В Римській Греції з кожними наступними Іграми змагання набували все більш видовищного характеру. До Ігор починають залучатися люди з нижчих прошарків населення, які ставляться до спорту як до професійної діяльності. Постійно розширювалася і географія Ігор. Переможцями ставали не лише греки. З одного боку це додавало популярності цим змаганням, а з іншого руйнувало олімпійські ідеалиІ хоча деякі римські імператори, які симпатизували олімпійським цінностям стародавніх греків, намагалися сприяти розвитку спорту, це не давало бажаних результатів, оскільки римляни не змогли зрозуміти суть олімпізму. Змагання набули більш жорстокого характеру, особливо у боксі, боротьбі, панкратіоні.
Історичні дані свідчать, що реєстрація переможців ОІ припинилась у 267 р. Від цього часу і до 361 р. немає відомостей про проведення ОІ. Лише у 369 і 373 рр. з'явилися деякі відомості про атлета на ім'я Фіоуменос з Філадельфії, що у Малій Азії, який переміг у змаганнях з боротьби, а також про останнього чемпіона ОІ, яким став вірменський цар Вараздат, який здобув перемогу у змаганнях борців на 291-й Олімпіаді у 385 р.
Відомий едикт 394 р. імператора Теодозія І, який суворо засуджував традиції язичників: жертвоприношення богам і духам, ворожіння на тваринах та інше. Дотримання звичаїв та обрядів попередніх віків розглядалось як великий державний злочин.
Існує думка, що ОІ були припинені просто через недостатність грошей на їх регулярне проведення. Фонди Ігор, які існували раніше, давно вже перейшли у руки місцевих римських володарів або християнської церкви. Ще задовго до кінця ІV ст. до н.е. організатори ОІ неодноразово відчували фінансові труднощі і часто здавалося, що Ігри от-от припиняться. Таким чином заборона ОІ імператором Теодозієм І лише пришвидшила й завершила процес, який почався набагато раніше.
У 395 р. на берегах Алфею на території Олімпії відбулася велика битва візантійців та готів, в результаті якої були сильно пошкоджені олімпійські споруди. Завершили руйнування Олімпії сильні землетруси, що відбулися у VІ ст. до н.е., а також спалення залишків язичницьких храмів за наказом Теодозія ІІ (426 р.). У подальшому Олімпія була повністю знищена під товстим шаром піску та мулу після великої повені – розливу рік Алфей та Кладей.
