IMO lần đầu tiên diễn ra tại Bucharest, thủ đô đất nước Rumani, với 7 quốc gia tham gia gồm Tiệp Khắc, Ba Lan, Liên Xô, Đông Đức, Nam Tư, Hungary và nước chủ nhà Rumani. Đó là theo tài liệu “Các bài thi Olympic Toán quốc tế & thành tích của đội tuyển Việt Nam (từ năm 1959 đến 2004)” do Hà Duy Hưng soạn năm 2005. Tuy nhiên, Bách khoa toàn thư mở Wikipedia bằng nhiều thứ tiếng thì ghi rằng IMO 1959 không có Nam Tư, mà có Bulgary.
Giai đoạn đầu, IMO là cuộc thi của học sinh giỏi Toán các nước thuộc hệ thống xã hội chủ nghĩa. IMO 1967, thí sinh Simon Phillips Norton (1952 - 2019) của đội tuyển Vương quốc Anh đoạt Huy chương Vàng (HCV), từ đó số lượng các đoàn tăng nhanh và IMO thực sự trở thành cuộc chơi đẳng cấp mang tính hoàn vũ.
Từ năm 1959 đến nay, IMO được tiến hành thường niên, ngoại trừ năm 1980 không thể tổ chức ở Mông Cổ như kế hoạch vì nước chủ nhà bất ổn.
Quy chế IMO
Dự IMO, thí sinh phải dưới 20 tuổi, trình độ không vượt quá cấp trung học phổ thông (tiếng Anh: High school; tiếng Pháp: Lycée); mỗi đoàn được phép có tối đa 6 thí sinh, 1 trưởng đoàn, 1 phó đoàn và các quan sát viên.
Từ IMO 1963, mỗi kỳ thi gồm 6 bài toán, diễn ra trong 2 ngày liên tiếp, mỗi ngày thí sinh giải 3 bài toán trong thời gian 270 phút. 6 bài đó là toán học sơ cấp, được chọn trong 4 lĩnh vực hình học, số học, đại số và tổ hợp.
Hằng năm, cứ đến tháng 3 dương lịch, các quốc gia tham dự IMO gửi đề thi đến nước chủ nhà để ban lựa chọn xét tuyển những bài hay nhất, không thuộc toán cao cấp, không trùng lặp đề thi IMO trước kia, cũng không trùng lặp đề thi học sinh giỏi toán cấp quốc gia của các nước tham dự. Đề thi IMO không hóc hiểm, nhưng buộc thí sinh phải vận dụng tối đa khả năng suy luận với kiến thức toán đã được học.
Vài ngày trước kỳ thi IMO, các trưởng đoàn cùng bỏ phiếu quyết định 6 bài toán chính thức, mỗi trưởng đoàn dịch bộ đề ra ngôn ngữ phổ dụng của đoàn mình để thí sinh đọc hiểu chính xác để giải. Tất nhiên, để tránh gian lận, ban tổ chức cách li hoàn toàn các trưởng đoàn.
Bài giải của các thí sinh được ban giám khảo và trưởng đoàn chấm độc lập song song, sau đó đôi bên hội ý để công bố kết quả cuối. Nếu đôi bên chẳng đồng thuận thì trưởng ban giám khảo quyết định. Nếu quyết định nọ vẫn không được 2 bên chấp nhận thì tất cả trưởng đoàn bỏ phiếu. Riêng bài thi của các thí sinh nước chủ nhà thì trưởng đoàn quốc gia đó không được chấm, mà chấm bởi nhóm trưởng đoàn các nước có đề thi được chọn.
Giải thưởng bao gồm HCV, Huy chương Bạc (HCB), Huy chương Đồng (HCĐ) tính theo tổng điểm của từng thí sinh. Thí sinh không đoạt HC nhưng giải trọn vẹn 1 bài được 7/7 điểm thì nhận bằng danh dự (BDD). Nếu xét thấy bài giải nào hoặc tổng quát hóa vấn đề, hoặc rất sáng tạo, thí sinh được trao thêm giải đặc biệt (GĐB).
Việt Nam tham dự IMO
Việt Nam lần đầu tham dự IMO 1974 được tổ chức ở Erfurt, thủ phủ bang Thüringen của Cộng hòa Dân chủ Đức. Đó cũng là nước châu Á đầu tiên đến với Olympic Toán học quốc tế. 5 thí sinh từ 2 “lò” Đại học Tổng hợp và Đại học Sư phạm Hà Nội đã mở màn IMO đầy phấn khởi:
1. Nguyễn Quốc Thắng (BDD)
2. Đặng Hồng Trung (HCĐ)
3. Tạ Hồng Quảng (HCĐ)
4. Vũ Đình Hòa (HCB)
5. Hoàng Lê Minh (HCV)
Từ đó, Việt Nam đều đặn tham gia IMO, trừ 3 năm 1977, 1980, 1981. Tính đến nay, nước ta có 9 thí sinh đoạt điểm tuyệt đối của kỳ thi này, tất nhiên nhận HCV:
1. Lê Bá Khánh Trình (IMO 1979)
2. Lê Tự Quốc Thắng (IMO 1982)
3. Đàm Thanh Sơn (IMO 1984)
4. Ngô Bảo Châu (IMO 1988)
5. Đinh Tiến Cường (IMO 1989)
6. Ngô Đắc Tuấn (IMO 1995)
7. Đỗ Quốc Anh (IMO 1997)
8. Nguyễn Trọng Cảnh (IMO 2003)
9. Lê Hùng Việt Bảo (IMO 2003)
Cũng tính đến nay, Việt Nam chỉ có duy nhất thí sinh Lê Bá Khánh Trình của “lò” Quốc học - Huế đoạt GĐB tại IMO 1979 được tổ chức ở London, thủ đô nước Anh.
9 thí sinh đoạt thành tích cao của IMO vừa nêu, lâu nay đóng góp tích cực đối với khoa học cùng giáo dục, tạm nêu 4 người đầu tiên.
Lê Bá Khánh Trình sau khi bảo vệ thành công luận án tiến sĩ (TS) toán lý thuyết tại Đại học Lomonosov ở Matxcơva, thủ đô nước Nga, năm 1990, đã hồi hương làm giảng viên khoa Toán Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đồng thời đào tạo đội tuyển học sinh giỏi toán của Trường Phổ thông Năng khiếu thuộc Đại học Quốc gia TPHCM. Nhiều năm liền, TS Lê Bá Khánh Trình đảm trách trưởng hoặc phó đoàn Việt Nam tham dự IMO.
Lê Tự Quốc Thắng bảo vệ thành công luận án TS Toán hình học topo tại Đại học Lomonosov ở Nga, sau đó nghiên cứu và giảng dạy Toán ở Nga, Đức, Ý, Nhật Bản, Thụy Sĩ..., từ năm 2009 là Giáo sư Viện Công nghệ Georgia ở Hoa Kỳ.
Nhận bằng TS Vật lý tại Viện Nghiên cứu hạt nhân Matxcơva năm 1995, Đàm Thanh Sơn trở thành Giáo sư Đại học Chicago ở Hoa Kỳ từ năm 2012, đến năm 2014 là thành viên Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Mỹ cùng Viện Hàn lâm Khoa học quốc gia Mỹ.
Ngô Bảo Châu nhận bằng TS hình học đại số tại Đại học Paris XI ở Pháp năm 1997, đoạt nhiều giải thưởng lớn về toán mà nổi bật nhất là chứng minh Bổ đề cơ bản của đại số Lie thành công nên được tặng Huy chương Fieds năm 2010.