Mario & Sonic at the Rio 2016 Olympic Games para 3DS traz quatorze diferentes eventos esportivos que podem ser disputados por até quatro jogadores via Download Play (só é preciso ter uma cópia do game). Vale notar que esta versão traz também o golfe, esporte que ficou 112 anos fora das Olimpíadas, mas está de volta este ano. Cada um destes eventos possui ainda um modo "Extra", com objetivos diferenciados e muitos elementos relacionados aos games Mario e Sonic.
Você também pode se divertir treinando e competindo com seu Mii no empolgante modo história, e disputar uma corrida pelas ruas do Rio de Janeiro para conseguir novos figurinos e equipamentos no modo Full Marathon, que conta os passos dados pelos jogadores no mundo real.