Vondrousova nåede kvindernes finale i Tokyo for tre år siden som useedet spiller, hvor hun tabte til den ni-seedede schweizer Belinda Bencic. Schweizeren, som fødte en datter i april, vil heller ikke være i Paris for at forsvare sin titel.
"Jeg er meget ked af det, men af helbredsmæssige årsager kommer jeg ikke til at deltage i dette års Olympiske Lege i Paris," skrev Vondrousova på Instagram.
"Jeg håbede til det sidste, at jeg i det mindste kunne stille op i double, men problemer med min hånd tillader mig ikke at gå på banen."
Katerina Siniakova, som vandt guld ved det seneste OL i double og er ni-dobbelt Grand Slam-mester i damedouble, erstatter Vondrousova i single, og Linda Noskova spiller double med Karolina Muchova.
Vondrousova vandt sin første Grand Slam i Wimbledon sidste år som den første useedede kvinde, der vandt singletitlen, men tidligere på måneden blev hun den første forsvarende Wimbledon-mester for kvinder, der røg ud i første runde i 30 år.
Hurkacz blev tvunget til at trække sig fra sin Wimbledon-kamp i anden runde tidligere i juli, da han dykkede efter en volley, men landede dårligt og skadede sit knæ, og han er ikke kommet sig i tide til at konkurrere i Paris.
"Min genoptræning går rigtig godt, og jeg gør løbende fremskridt. Men mit hold og jeg har besluttet, at jeg ikke kan deltage i De Olympiske Lege i Paris ," siger Hurkacz i en video på Instagram.
"Det var en meget, meget svær beslutning, for jeg har altid drømt om at repræsentere Polen ved OL og vinde en medalje for landsholdet, men desværre tillader mit helbred det ikke i år."
Andre notérbare fravær fra tennis ved legene omfatter verdens nummer tre Aryna Sabalenka, Ons Jabeur, Emma Raducanu, Ben Shelton og Tokyos bronzemedaljevinder for mænd, Pablo Carreno Busta fra Spanien.