Такмичење у ватерполу на Олимпијским играма 2020. у Токију, 28. по реду олимпијски турнир у овом спорту, одржавао се од 24. јула до 8. августа у Међународном пливачком центру Тацуми.
Такмичило се двадесет и две репрезентације (дванаест у мушкој и десет у женској конкуренцији), што је за две више репрезентације од претходних издања.[1] Од Рија 2016, исход утакмица које се заврше нерешеним резултатом одлучује се извођењем једанаестераца, будући да су продужеци укинути 2013.
Првобитно је било планирано да се турнир одржи 2020, али је 24. марта те године одлучено да се Олимпијада одлаже за 2021. због пандемије ковида 19.[2]