La Danimarca ha partecipato alle Olimpiadi estive 2012 a Londra, Regno Unito, dal 27 luglio al 12 agosto 2012. Il Comitato Olimpico Nazionale e la Confederazione Sportiva della Danimarca hanno inviato la più grande delegazione della nazione ai Giochi, dopo le Olimpiadi estive del 1996 ad Atlanta. Un totale di 113 atleti, 63 uomini e 50 donne, hanno gareggiato in 17 sport, anche se altri due atleti hanno giocato come riserve di squadra. La pallamano è stato l'unico sport in una squadra in cui la Danimarca ha partecipato a questi giochi olimpici.

La squadra danese comprendeva diversi campioni olimpici del passato, uno dei quali in difesa (la squadra maschile leggera coxless fours, guidata dai veterani vogatori Eskild Ebbesen e Morten Jørgensen). Tra gli atleti di spicco, la tennista Caroline Wozniacki e la nuotatrice Lotte Friis, che ha vinto la medaglia di bronzo a Pechino. Kim Wraae Knudsen, medaglia d'argento nel doppio sprint maschile in kayak a Pechino, è stato il portabandiera della nazione alla cerimonia di apertura.

Il Team Danmark e l'Unione Sportiva Danese (Dansk Idræts-Forbund, DIF) hanno fissato un obiettivo di otto medaglie da puntare in classifica. Il Team Danmark e il DIF hanno anche creduto che la Danimarca avesse le migliori possibilità di vincere una medaglia nel wrestling, nel tiro a segno, nel ciclismo, nella pallamano, negli eventi equestri, nel canottaggio, nell'atletica, nel badminton e nella vela. Alla fine dei Giochi, la Danimarca ha raggiunto il traguardo della medaglia per un solo punto.

La Danimarca ha lasciato Londra con un totale di 9 medaglie (2 d'oro, 4 d'argento e 3 di bronzo), essendo considerata la sua Olimpiade di maggior successo dopo 64 anni. Una medaglia d'oro è stata vinta dai vogatori Rasmus Quist e Mads Rasmussen nelle doppie sculture leggere maschili, e una medaglia d'oro vinta dal ciclista su pista Lasse Norman Hansen nel primo omnium maschile. Altre medaglie sono state assegnate alla squadra nella vela, nel tiro a segno, nel badminton e nel canottaggio femminile. Diversi atleti danesi, tuttavia, hanno quasi perso la classifica delle medaglie nelle loro manifestazioni sportive, tra cui due del wrestling greco-romano.