Mario & Sonic aux Jeux Olympiques inclut également une série d’épreuves exclusives nommées "Epreuves Rêve". Celles-ci, jouables aussi bien en solo qu’en multijoueur, se situent dans des univers colorés et sont remplis d’objets et de power-up !


Les quatre Epreuves Rêve sont :

- Athlétisme rêve – Soyez prêts pour cette course intense de chasse aux power-up
- Plate-forme Rêve – Plongeon à 10.000 mètres ! Effectuez des combinaisons aériennes tout en évitant les obstacles et les adversaires pour être le premier à franchir la ligne d’arrivée.
- Escrime Rêve – Des attaques uniques et spéciales pour chaque personnage
- Tennis de Table Rêve – Dans un univers féérique, ce tennis de table fantaisiste propose des capacités spéciales pour chaque personnage !

Mario & Sonic aux Jeux Olympiques offrira également aux utilisateurs de la Wii la possibilité de jouer contre leur personnage favori avec leur propre Mii. Grâce aux possibilités offertes par les Mii, les joueurs peuvent importer leur Mii dans le jeu, en faire un personnage jouable, et ainsi participer avec leur avatar à n’importe quel événement Olympique ou Epreuves Rêve !