2021年5月16日，中国乒协正式公布中国乒乓球队东京奥运会参赛名单：
混双：许昕/刘诗雯
女单：陈梦、孙颖莎
男单：马龙、樊振东
女团：陈梦、孙颖莎、刘诗雯 P卡：王曼昱
男团：马龙、樊振东、许昕 P卡：王楚钦
据悉，本次奥运会参赛名单的选拔工作按照国家体育总局关于东京奥运会参赛选拔工作的要求，依据中国乒乓球协会制定的《乒乓球项目参加东京奥运会选拔办法》有序进行。这份名单在中国乒乓球队教练组集体讨论产生的基础上，经选拔工作领导小组会议商议并报中国乒协主席办公会研究最终通过。
根据选拔办法，大赛成绩突出、对外战绩优异、心理素质和抗压能力强等成为运动员入选奥运阵容的“门槛”。此外，还要综合评估运动员竞争实力、体能状况、伤病康复等情况以及为国争光、顾全大局的思想意识，并合理确定运动员兼项。
男女单种子选手
1、马龙
男线方面，“大满贯”得主、国乒男队队长马龙和现世界排名第一的樊振东共同出征男单比赛，他们二人还将与许昕联手捍卫男团荣誉。国乒男队主教练秦志戬表示，男线名单经教练组集体开会讨论研究，意见高度一致，获得全票通过。
2、樊振东
樊振东连续获得 2018年至2020年3届世界杯单打冠军，近一年世界排名保持第一。许昕是2016年里约奥运会男团冠军成员，左手直拍打法，双打能力出众，曾分别与马龙、张继科、樊振东搭档获得世锦赛双打金牌，是目前男队双打能力最出色的运动员。
3、陈梦
陈梦在近两年内获得9个国际比赛冠军、3个国内比赛冠军，在世界杯和全国锦标赛中都获得冠军，现世界排名第一。孙颖莎作为国乒新生代中坚力量，对中国队主要奥运对手保持优异战绩，其中有3次是在世界大赛中获胜（世锦赛、世界杯团体、世界杯单打），目前位列奥运资格排名第二位。
4、刘诗雯
刘诗雯是2016年里约奥运会女团冠军成员，在2019年世锦赛获得女单和混双金牌，是女子世界杯的“五连冠”。2019年世锦赛后，刘诗雯陆续出现伤病，在队伍的关心和鼓励下，通过自己坚定的信念和努力，目前已恢复到可以参加奥运会的状态。
领队：刘国梁
教练：秦志戬、李隼、马琳
医生：袁朝明
翻译：何潇
陪练：梁靖昆
女运动员：陈梦、孙颖莎、刘诗雯、王曼昱
男运动员：马龙、樊振东、许昕、王楚钦
混双：许昕/刘诗雯
女单：陈梦、孙颖莎
男单：马龙、樊振东
女团：陈梦、孙颖莎、刘诗雯
P卡：王曼昱
男团：马龙、樊振东、许昕
P卡：王楚钦