広島市の秋葉忠利市長と長崎市の田上富久市長は2009年10月11日、広島市内で記者会見し、2020年夏季五輪招致に向けてオリンピック招致検討委員会を設立すると発表した。委員会の設立時期やメンバーの詳細は決まっていない。
招致を検討する理由について、第2次世界大戦で原爆を投下された両市が立候補すれば、五輪憲章が掲げる「平和」の理念を世界にアピールできること、両市が主導する国際NGO「平和市長会議」で2020年までに核兵器廃絶を目指しており、記念イベントとしてオリンピックが最適であることを挙げた。「核兵器なき世界」の実現に向けた取り組みを理由にオバマ米大統領がノーベル平和賞を受賞したことが、開催の追い風になるとみる関係者もいる。
また、招致にかかる膨大な費用も複数の都市で開催することで1都市あたりの負担が減るというメリットもあり、広島、長崎の周辺の都市にも協力を呼びかける考えだ。
2016年夏季五輪の開催地がリオデジャネイロ（ブラジル）に決まり、東京は落選。20年五輪の開催地が決まる国際オリンピック委員会（IOC）総会は13年に行われる。