La sede de la Olimpiada es seleccionada por el COI (Comité Olímpico Internacional) entre las ciudades candidatas que han presentado solicitudes con antelación. Este es un proceso largo y complicado, e incluso un juego para los observadores externos. En dos años (2003-2005), el COI eliminó a cinco candidatos de 9, y luego en cuatro rondas de votación con una diferencia de solo 4 puntos de 104 eligió Londres como la ciudad sede de los Juegos Olímpicos de Verano de 2012. Ocurrió el 6 de julio de 2005, un día antes de una serie de ataques terroristas en la capital de Inglaterra.
La capital británica será la principal ciudad de los Juegos Olímpicos: albergará casi todas las competiciones, así como varios eventos ceremoniales de los XXX Juegos de Verano. Los organizadores han dividido Londres en tres zonas deportivas: "Olímpica", "Río" y "Central". El Parque Olímpico albergará las ceremonias principales, la apertura y el cierre de los juegos, y también albergará dos “villas olímpicas”, en las que los atletas vivirán durante dos semanas y media de verano, del 25 de julio al 12 de agosto. Las competiciones de deportes acuáticos se llevarán a cabo en el London Aquatics Centre, un centro acuático ultramoderno con tres piscinas y 17.5 mil espectadores. Las competencias de atletismo se realizarán en el estadio olímpico, que tiene una capacidad de 80 mil espectadores. En la misma zona, se llevarán a cabo competiciones en los estadios de baloncesto y balonmano, el Olympic Hockey Centre y el Bike Park de Londres.
La zona del río se encuentra en la península de Greenwich en el sureste de Londres e incluye el centro de exposiciones de Londres, el estadio y parque de Greenwich y el estadio O₂. Se utilizarán para las competiciones olímpicas y los cuarteles de la artillería real; allí, por supuesto, habrá competiciones de tiro.
La "Zona Central" incluye el famoso estadio de Wembley (90 mil asientos), un lugar igualmente famoso para el torneo anual de Wimbledon: el All England Lawn Tennis y Croquet Club, así como Hyde Park, que de ninguna manera es famoso por los deportes. Earls Court en esta área albergará competencias de voleibol, y Horse Gards Pared está dedicado a la versión de playa de este deporte. Los ciclistas competirán en Regent's Park y los arqueros competirán en Lords Cricket Ground.
Además de Londres, las competiciones olímpicas se llevarán a cabo en Essex (bicicleta de montaña), Portland (vela) y Broxburn (remo). Cinco ciudades más, Glasgow, Cardiff, Manchester, Newcastle, Birmingham, albergarán los partidos preliminares del torneo de fútbol.