Die bekanntesten Vereine Indianapolis' sind die Indiana Pacers, ein Basketballteam in der National Basketball Association (NBA), die Indiana Fever, ein Basketballteam in der Women's National Basketball Association (WNBA), und die Indianapolis Colts , ein American Footballteam der National Football League (NFL)die 2007 den Super Bowl gewannen. Auf dem Victory Field sind die Indianapolis Indians zuhause, einem Baseballteam der International League (IL). Indianapolis ist außerdem die Heimat der Indiana Ice, ein Junioreneishockeyteam aus der USHL. Zuvor gab es auch ein Profiteam, die Indianapolis Ice, welches bis 2001 in der IHL und danach bis 2004 in der Central Hockey League spielte.
Der Indianapolis Motor Speedway liegt entgegen der häufigen Annahme nicht in Indianapolis, sondern in Speedway, einer eigenen Stadt, die vollständig von Indianapolis umschlossen ist. Die Rennstrecke ist der Austragungsort des berühmten Autorennens Indianapolis 500 (kurz Indy 500). Das Rennen findet am Memorial Day, dem letzten Montag im Mai, statt. Die an dem Rennen teilnehmenden Boliden werden daher auch Indycars genannt. Der Rennparcours, The Brickyard genannt, wird auch in der NASCAR-Serie (sog. Brickyard 400) im August befahren und als Austragungsort für den US-Grandprix der Formel 1 benutzt.