Dänemark nahm vom 27. Juli bis 12. August 2012 an den Olympischen Sommerspielen 2012 in London, Vereinigtes Königreich, teil. Das Nationale Olympische Komitee und der Sportverband Dänemarks entsandten nach den Olympischen Sommerspielen 1996 in Atlanta die größte Delegation des Landes zu den Spielen. Insgesamt 113 Athleten, 63 Männer und 50 Frauen, traten in 17 Sportarten an, wobei zwei weitere Athleten als Mannschaftsreserve spielten. Handball war die einzige Sportart in einer Mannschaft, in der Dänemark an diesen Olympischen Spielen teilnahm.

Zum dänischen Team gehörten mehrere ehemalige Olympiasieger, einer von ihnen war Verteidiger (das Vierer-Team der Männer im Leichtgewicht ohne Steuermann, angeführt von den altgedienten Ruderern Eskild Ebbesen und Morten Jørgensen). Bemerkenswerte Athleten waren die Tennisspielerin Caroline Wozniacki und die Schwimmerin Lotte Friis, die in Peking die Bronzemedaille gewann. Kim Wraae Knudsen, Silbermedaillengewinner im Sprintkajak-Doppel der Männer in Peking, war der Fahnenträger der Nation bei der Eröffnungsfeier.

Die Mannschaft Danmark und der Dänische Sportverband (Dansk Idræts-Forbund, DIF) setzten sich ein Ziel von acht Medaillen, die in der Medaillenwertung angestrebt werden sollten. Das Team Danmark und der DIF glaubten auch, dass Dänemark die besten Chancen auf eine Medaille in den Disziplinen Ringen, Schießen, Radsport, Handball, Reitsport, Rudern, Leichtathletik, Badminton und Segeln habe. Am Ende der Spiele hat Dänemark das Medaillenziel um einen einzigen Punkt überschritten.

Dänemark verließ London mit insgesamt 9 Medaillen (2 Gold-, 4 Silber- und 3 Bronzemedaillen) und gilt nach 64 Jahren als seine erfolgreichste Olympiade. Eine Goldmedaille gewannen die Ruderer Rasmus Quist und Mads Rasmussen im leichten Doppelschlitten der Männer, und eine Goldmedaille gewann der Bahnradfahrer Lasse Norman Hansen im ersten Omnium der Männer überhaupt. Weitere Medaillen erhielt das Team in den Disziplinen Segeln, Schießen, Badminton und Rudern der Frauen. Mehrere dänische Athleten verpassten jedoch bei ihren Sportveranstaltungen fast die Medaillenränge, darunter zwei aus dem griechisch-römischen Ringkampf.