Les deux villes, détruites par les bombardements atomiques dans les derniers jours de la Seconde guerre mondiale en 1945, ont depuis été reconstruites. Elles vont mettre en place un comité pour étudier la possibilité d'une candidature commune.
Le maire d'Hiroshima, un militant du désarmement nucléaire, souhaite que sa ville accueille les JO au nom de la paix dans le monde.
"Nous nous battons pour l'interdiction des armes nucléaires dans le monde d'ici à 2020. Si nous sommes candidats pour les JO en parallèle, cela devrait produire un élan important", a déclaré Tadatoshi Akiba à la presse.
Selon les règles du Comité international olympique, les Jeux doivent en principe être organisés dans une seule ville. Mais il y a déjà eu des exceptions, notamment aux JO de Pékin en 2008, où les épreuves équestres étaient délocalisées à Hong Kong.
Hiroshima, qui a accueilli les jeux asiatiques de 1994, et Nagasaki sont distantes de 300 kilomètres.
La ville retenue pour l'organistion des JO de 2020 sera annoncée en 2013.