2020 도쿄올림픽 야구는 더블 일리네이션 방식으로 진행된다. 결승을 제외하면 두 번 져야 탈락하는 구조다.
야구가 올림픽에서 마지막으로 치러진 2008년 베이징올림픽 때에는 본선에 8개국이 출전했고, 풀리그를 치러 1위와 4위, 2위와 3위가 결선 토너먼트를 치러 메달색을 가렸다.
6개국이 참가하는 도쿄올림픽 야구 본선에서는 3개국이 두 개 조로 나뉘어 한 번씩 맞붙은 뒤 녹아웃 스테이지에 돌입했다.
일본과 멕시코, 도미니카공화국이 A조에, 한국과 이스라엘, 미국이 B조에 속해 한 한 차례씩 맞붙는 조별리그를 치렀다.
이후 A조와 B조 2위끼리, 3위끼리 맞붙는 녹아웃 스테이지 1라운드가 진행됐다. 각 조 1위는 녹아웃 스테이지 2라운드에 직행했다. 각 조 2위, 3위 간의 대결에서 승리한 국가는 녹아웃 스테이지 2라운드에 진출했다.
B조 2위에 오른 한국은 A조 2위인 도미니카공화국을 지난 1일 상대해 4-3으로 끝내기 승리를 거둬 녹아웃 스테이지 2라운드에 올랐다. 3위 팀 간의 대결에서 이스라엘이 멕시코를 12-5로 완파해 2라운드에 합류했다. 멕시코는 탈락했다.
A, B조 1위인 일본과 미국은 2일 오후 7시 맞대결을 펼치며 승리 팀이 4강에 직행한다. 한국과 이스라엘의 2라운드 승자도 준결승에 진출한다. 한국-이스라엘전에서 패배하는 팀은 2위 팀 간의 대결에서 패배한 도미니카공화국과 녹아웃 스테이지 1라운드 패자부활전을 치른다.
여기서 승리한 팀은 1위 팀끼리의 대결에서 패배한 팀과 녹아웃 스테이지 2라운드 패자부활전을 한다. 여기서 승리하면 준결승 진출 티켓을 거머쥔다.
이후 준결승에서 승리하는 팀끼리 결승인 금메달 결정전에서 맞붙는다. 준결승 패배 팀끼리 동메달 결정전을 한다.