La flamme olympique a été remise dimanche au responsable chinois du Comité d'organisation des Jeux (Bocog) Liu Qi, au cours d'une cérémonie au Stade de marbre d'Athènes.
Des manifestants ont tenté sans succès de perturber la cérémonie en déployant une banderole à l'entrée du stade, a constaté un journaliste de l'AFP.
Les manifestants - une dizaine de personnes - ont été immédiatement interpellés par la police alors qu'ils criaient "Libérez le Tibet".
Quelques minutes auparavant, trois membres du mouvement Falungong, interdit en Chine, ont été interpellés après avoir tenté d'entrer dans le stade.
"Nous avons été interpellés et conduits à la direction de la police", a indiqué au téléphone à l'AFP, Kostas Tsolis, qui figure parmi eux.
Cinq autres membres de Falungong étaient rassemblés à proximité des lieux.
Plus de 2.000 policiers ont été déployés à Athènes, des mesures de sécurité comparables à celles adoptées lors des Jeux d'Athènes en 2004.
Quelques milliers de personnes, sous la surveillance de centaines de policiers, en uniforme et en civil, ont pris place dans le stade aux bancs très clairsemés où ont eu lieu les premiers Jeux modernes en 1896.
Des fouilles systématiques avaient lieu à l'entrée du stade, survolé par des hélicoptères. Le centre d'Athènes a été totalement bouclé à la circulation.
La torche devait ensuite être transportée à l'aéroport d'Athènes, à 45 km du centre-ville, où à 18H30 locales (15H30 GMT) un Airbus A330 spécialement affrété par la compagnie Air China devrait la porter jusqu'à Pékin.
La Chine a renforcé les mesures de sécurité dans la capitale, alors que le gouvernement tibétain en exil a fait état ce week-end de nouvelles manifestations antichinoises à Lhassa.
Le 2 avril la flamme commencera un périple de 137.000 km à travers le monde qui s'annonce mouvementé, les militants hostiles au régime chinois ayant déjà prévu plusieurs manifestations, notamment à Londres, Paris et San Francisco.
Après son retour en Chine en mai, et malgré les événements qui se déroulent dans la région, la flamme passera comme prévu au Tibet a assuré Pékin.
MAP