Initialement couru sur une période de quatre à cinq jours, le pentathlon moderne se déroule désormais en une seule journée, au bénéfice du spectacle. À Beijing, en 2008, l'épreuve, qui rassemble 36 femmes et 36 hommes, se dispute à guichet fermé.

Les pentathlètes marquent des points dans chaque discipline en fonction de leur performance. La première épreuve est une compétition d’escrime par poules, avec une seule touche gagnante. Vient ensuite la natation avec une course en nage libre de 200 mètres. Les sports équestres sont la troisième épreuve, avec une course d’obstacles comprenant 12 sauts. Les pentathlètes disposent d’un temps limité pour effectuer le parcours. Dernière partie de la compétition : l’épreuve combinée. Les pentathlètes démarrent avec un handicap. Ils courent environ 20 mètres jusqu’à la ligne de tir où ils doivent toucher cinq cibles avant d’entamer une course de 1000 mètres. Ils refont cela deux fois pour un nombre total de 15 cibles et une course de 3000 mètres.

Le caractère spectaculaire du pentathlon est, en grande partie, le fait de l'introduction du départ avec handicap dans l’épreuve combinée. Cette dernière captive les spectateurs, qui vivent la course en direct. Les participants démarrent avec des intervalles de secondes correspondant à leurs écarts de points. Le premier athlète qui franchit la ligne remporte ainsi la médaille d'or.