"บาร์บี้โอลิมปิก" เปิดตัวชุดแรกเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2563 และเปิดตัวอีกครั้งเมื่อเดือนกรกฎาคมปีนี้ เพื่อ "เพิ่มพลังให้เด็กผู้หญิงมีส่วนร่วมในกีฬา" และ "ค้นหานักกีฬาจากภายใน" ซึ่งคอลเล็คชั่นที่ออกมาประกอบด้วยตุ๊กตา 5 ตัว ที่เป็นตัวแทนของกีฬาใหม่ๆ ที่ถูกบรรจุเข้าไว้ในโอลิมปิกที่เพิ่งจบไป ได้แก่ เบสบอล ซอฟต์บอล ปีนหน้าผา คาราเต้ สเก็ตบอร์ดและโต้คลื่นหรือเซิร์ฟ
นอกจากเครื่องแต่งตัวและอุปกรณ์ที่เจาะจงประเภทของกีฬาแล้ว บาร์บี้ ยังมีแจ็คเก็ตโตเกียว 2020 และเหรียญทองทำด้วยพลาสติกพร้อมสายคล้อง เพียงแต่เหรียญเป็นสัญลักษณ์ บาร์บี้ ไม่ใช่ของ โอลิมปิก และเป็นส่วนหนึ่งของการขออนุญาตอย่างเป็นทางการกับคณะกรรมการโอลิมปิกสากลกับ "Tokyo 2020 Olympic Games"