Wersja na Wii ukazała się w 2007 roku: 6 listopada w Ameryce Północnej, 22 listopada w Japonii i 23 listopada w Australii i Europie. W Korei wydano ją 29 maja 2008 roku. Wersja na DS ukazała się w 2008 roku: 17 stycznia w Japonii, 22 stycznia w Ameryce Północnej, 7 lutego w Australii, 8 lutego w Europie i 26 czerwca w Korei Południowej. W Japonii obie wersje wydało Nintendo pod tytułem , a w Ameryce Północnej, Europie i pozostałych regionach – Sega.
Odbiór Sprzedaż Mario & Sonic at the Olympic Games odniosła sukces komercyjny. W pierwszych miesiącach po premierze czterokrotnie zajęła pierwsze miejsce na brytyjskiej liście sprzedaży gier na wszystkie platformy. Łącznie przez siedem tygodni była najlepiej sprzedającą się grą, w tym przez dwa pierwsze tygodnie po premierze. W ciągu tych siedmiu tygodni sprzedano w Wielkiej Brytanii pół miliona egzemplarzy wersji na Wii. Do czerwca 2008 roku łączna sprzedaż obu wersji w tym kraju osiągnęła 1,2 mln egzemplarzy, dlatego Sega zaczęła planować ponowną promocję gry na tamtejszym rynku. Ostatecznie sprzedaż obu wersji w Wielkiej Brytanii przekroczyła dwa miliony egzemplarzy. Według w grudniu 2007 roku sprzedano w Stanach Zjednoczonych 613 tys. egzemplarzy wersji na Wii, co dało jej miejsce w pierwszej dziesiątce najlepiej sprzedających się gier tego miesiąca.