Den internationella olympiska kommittén gick på fredagen ut med att samarbetet, som påbörjades 1976, avslutas.
McDonald's är en av IOK:s absolut största sponsorer tillsammans med bland andra Coca Cola, Visa, Bridgestone, Panasonic, Toyota och Omega.
Trots att McDonald's officiellt blev olympisk sponsor först 1976 lyckades företaget få positiv uppmärksamhet redan under vinter-OS i Grenoble 1968. Då slog snabbmatsjätten på stortrumman om hur amerikanska atleter via en "luftbro" fått sin hemlängtan mildrad med amerikansk mat i den franska alpbyn.
Varken IOK eller McDonald's gick ut med någon tydlig orsak till varför samarbetet avslutas.
– Som en del av vår globala tillväxtplan ser vi över alla detaljer i vår business och har fattat detta beslut i samarbete med IOK för att fokusera på andra prioriteringar, hette det i ett meddelande från McDonald's.
Företagets snabbmatsställen kommer att finnas i OS-byn ännu under vinter-OS i Pyeongchang 2018, men vid Tokyo-OS 2020 kommer McDonald's inte längre att vara inblandat på något sätt.
Sport
16.6.2017
Inga fler olympiska McDonald's-måltider
Snabbmatsjätten McDonald's slutar sponsra olympiska spel.