A Dinamarca participou dos Jogos Olímpicos de Verão de 2012 em Londres, no Reino Unido, de 27 de julho a 12 de agosto de 2012. O Comitê Olímpico Nacional e a Confederação de Esportes da Dinamarca enviaram a maior delegação do país para os Jogos, após as Olimpíadas de Verão de 1996 em Atlanta. Um total de 113 atletas, 63 homens e 50 mulheres, competiram em 17 esportes, embora dois outros atletas tenham jogado como reserva de equipe. O handebol foi o único esporte de uma equipe na qual a Dinamarca participou destes jogos olímpicos.

A equipe dinamarquesa incluiu vários campeões olímpicos do passado, um deles defendendo (a equipe masculina de quatro sem raposa, liderada pelos veteranos remadores Eskild Ebbesen e Morten Jørgensen). Atletas notáveis apresentaram a tenista Caroline Wozniacki, e a nadadora Lotte Friis, que ganhou a medalha de bronze em Pequim. Kim Wraae Knudsen, medalhista de prata no caiaque masculino Sprint Duplo em Pequim, foi a portadora da bandeira da nação na cerimônia de abertura.

A equipe Danmark e o Sindicato Dinamarquês dos Esportes (Dansk Idræts-Forbund, DIF) estabeleceram uma meta de oito medalhas a serem alvejadas na medalha de bronze. A equipe Danmark e a DIF também acreditavam que a Dinamarca tinha as melhores chances de ganhar uma medalha na luta livre, tiro, ciclismo, handebol, eventos eqüestres, remo, atletismo, badminton e vela. No final dos Jogos, a Dinamarca chegou além do objetivo da medalha por um único ponto.

A Dinamarca deixou Londres com um total de 9 medalhas (2 de ouro, 4 de prata e 3 de bronze), sendo considerada sua Olimpíada de maior sucesso após 64 anos. Uma medalha de ouro foi conquistada pelos remadores Rasmus Quist e Mads Rasmussen nas esculturas duplas leves dos homens, e uma medalha de ouro conquistada pelo ciclista de pista Lasse Norman Hansen no primeiro ômnio masculino. Outras medalhas foram concedidas à equipe na vela, tiroteio, badminton e remo feminino. Vários atletas dinamarqueses, no entanto, quase perderam a medalha em seus eventos esportivos, incluindo dois da luta greco-romana.