圣火取火仪式将于距雅典370公里的奥林匹亚进行，主要经过古竞技场、赫拉神庙等地。3月24日当地时间12点左右，与会贵宾将抵达古竞技场贵宾区就座，随后主持人宣布取火仪式开始。

圣火仪式祭司队伍缓步走向赫拉神庙，并吟诵奥林匹克颂，主祭司玛利亚用凹面镜点燃圣火，随后带领队伍行至橄榄树前，一名男孩将取下一枝橄榄叶，队伍继续前进，在拱形门前止步。这个时候，赫拉神庙前的贵宾在现场礼宾官员的引导下返回竞技场原座位就座，祭司队伍继续前行至草坪表演传统仪式，仪式结束后，玛利亚便用圣火点燃第一位火炬手、希腊跆拳道运动员亚历山大·尼克拉泽斯手中的火炬，亚历山大手持火炬跑向顾拜旦墓，然后在古竞技场遗址门口由中国选手罗雪娟接过火炬。