2020年夏季奥林匹克运动会塞尔维亚代表团是塞尔维亚共和国所派出的，因2019冠状病毒病疫情而延期至2021年举办的第32届夏季奥林匹克运动会的代表团，这是该国第五次以独立国家身份参加夏季奥运。
塞尔维亚在田径项目上获得以下资格（每个小项最多3名来自同一代表团的运动员参赛）：
塞尔维亚男子三人制篮球队凭借2019年11月1日的国际篮球联合会三人制篮球世界排名成功获得奥运资格。
塞尔维亚国家女子篮球队在2020年奥运女子篮球奥运资格赛贝尔格莱德站A组的比赛中获得第二名，取得奥运参赛资格。
以下是塞尔维亚奥运女子篮球队的12人名单：
塞尔维亚在奥运拳击项目上获得一个名额，该名额来自于拳击特别工作组排名。
塞尔维亚在奥运皮划艇竞速项目上通过2019年世界锦标赛获得席位。
注：QF = 晋级1/4决赛；SF = 晋级半决赛；FA = 晋级A组决赛（争夺奖牌）；FB = 晋级B组决赛（非争夺奖牌）
塞尔维亚在奥运柔道项目共收获五个名额，其中四个来自于奥运排名，另一个为欧洲区名额。
塞尔维亚有一名空手道选手凭借奥运排名获得资格。
塞尔维亚队在2019年世界赛艇锦标赛男子双人单桨项目上获得第七名，取得该项目的奥运席位。之后该国又通过欧洲区资格赛取得女子单人双桨的席位。
注：FA=A组决赛（争夺奖牌）；FB=B组决赛（非争夺奖牌）；FC=C组决赛（非争夺奖牌）；FD=D组决赛（非争夺奖牌）；FE=E组决赛（非争夺奖牌）；FF=F组决赛（非争夺奖牌）；SA/B=A/B组半决赛；SC/D=C/D组半决赛；SE/F=E/F组半决赛；QF=四分之一决赛；R=复赛
塞尔维亚共有七名射击选手获得奥运参赛资格。
注：Q = 晋级下一轮；q = 晋级铜牌赛（混合团体项目）
塞尔维亚在游泳项目上获得以下资格（每个代表团在每个个人项目最多派2名达到A标或者1名达到B标的运动员参赛）：
塞尔维亚在奥运乒乓球团体世界资格赛上获得男子团体的资格，以及两个男子单打席位。
塞尔维亚有两名跆拳道选手凭借奥运排名获得参赛资格。
塞尔维亚派出两名男选手及三名女选手参加奥运网球比赛。
塞尔维亚国家女子排球队在2019年奥运排球洲际资格赛A组中获得头名，取得奥运参赛资格。
以下是塞尔维亚奥运女子排球队名单：
塞尔维亚国家男子水球队在2019年世界男子水球联赛总决赛中夺冠，取得奥运参赛资格。
塞尔维亚奥运男子水球队名单于2021年7月8日公布。
塞尔维亚在摔跤项目上共获得四个席位，其中三个来自于2019年世界摔跤锦标赛，另外一个来自于世界资格赛。
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