Левова частина українських спортсменів (є дані, що українські атлети складали щонайменше 25% олімпійської команди) виступали під прапором Радянського Союзу на Олімпійських іграх з 1952 року до 1988 року, а після розпаду Радянського Союзу Україна була частиною Об'єднаної команди країн СНД у 1992 році. У 1952 році перші олімпійські нагороди збірної СРСР завоювали спортсмени України, четверо з них стали чемпіонами – борець Яків Пункін і гімнасти Віктор Чукарін, Марія Гороховська, Ніна Бочарова.Олімпійську славу Україні склали такі видатні спортсмени як Лариса Латиніна - дворазова абсолютна олімпійська чемпіонка (1956, 1960), володарка18 олімпійських медалей, зокрема 9 золотих - це найбільше досягнення в історії Олімпіад; Борис Шахлін - абсолютний олімпійський чемпіон (1960), призер трьох Олімпіад (1956, 1960, 1964), володар13 олімпійських нагород, зокрема, 9 золотих; Віктор Чукарін - дворазовий абсолютний олімпійський чемпіон (1952, 1956) володар7 олімпійських нагород.
Прославили Україну легкоатлети: Володимир Куц, уродженець Сумщини, який на Олімпіаді 1956 року виборов золоті медалі у бігу на 5000 та 10 000 м і був визнаний кращим спортсменом олімпійського року у світі; Валерій Борзов, переможець Олімпіади у Мюнхені (1972) на дистанціях 100 і 200 метрів, на Олімпіаді 1976 завоював дві бронзові медалі на тих же дистанціях.
Для підготовки та участі української команди в Олімпійських іграх незалежною командою та розвитку в Україні олімпійських видів спорту у 1993 році був створений Національний олімпійський комітет (НОК) України, першим президентом якого був обраний Валерій Борзов.
На XVII зимових Олімпійських іграх у Ліллехаммері (1994) Україна вперше виступала самостійною олімпійською командою. Першу золоту олімпійську медаль для незалежної України здобула тоді фігуристка Оксана Баюл.
15 липня 1996 року в олімпійському селищі Атланта (США) за урочистої обстановки вперше відбулося офіційне підняття прапору України на XXVI літніх Олімпійських іграх. Виступ українських спортсменів на них вивів Україну у десятку провідних спортивних держав світу. Дев'ять разів представники українського спорту піднімалися на найвищу сходинку Олімпійського п'єдесталу. Імена цих спортсменів стали відомі на увесь світ: борець греко-римського стилю В'ячеслав Олейник, спортивна гімнастка Лілія Подкопаєва, художня гімнастка Катерина Серебрянська, боксер Володимир Кличко, легкоатлетка Інеса Кравець, спортивний гімнаст Рустам Шаріпов, яхтсмени Євген Браславець та Ігор Матвієнко, а також багато інших спортсменів.
За 60 років участі в Олімпійських іграх (включаючи останні, 2012 року у Лондоні) представники України завоювали 622 нагороди, зокрема, 237 золотих медалей, 171 срібну і 214 бронзових.
