Rosja na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2012 była reprezentowana we wszystkich dyscyplinach sportu, oprócz piłki nożnej i hokeja na trawie. W skład reprezentacji Rosji weszło 436 sportowców (208 mężczyzn i 228 kobiet).
Na początku lipca 2012 roku minister sportu Rosji Witalij Mutko ogłosił kwoty premii za zdobyte medale. Za złoty medal rosyjski sportowiec otrzymał 4 mln rubli, za srebrny – 2,5 mln rubli, a za brązowy – 1,7 mln rubli. Takie same premie otrzymali sportowcy, którzy zdobyli medale na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich 2010 w VancouverЖурнал «Коммерсант Власть», № 21 (825) 1 czerwca 2009, «Россия в цифрах», стр. 9..
Po raz pierwszy w historii rosyjskiego sportu chorążym reprezentacji została kobieta – 25-letnia tenisistka Marija Szarapowa, dla której był to debiut na igrzyskach olimpijskich. Na ceremonii zamknięcia flagę Rosji niosła mistrzyni w pływaniu synchronicznym Anastasija Dawydowa.
W skład reprezentacji Rosji weszli wielokrotni mistrzowie olimpijscy: 4-krotna mistrzyni w pływaniu synchronicznym Anastasija Dawydowa oraz 2-krotni mistrzowie: skoczkini o tyczce Jelena Isinbajewa, pływaczki synchroniczne Marija Gromowa i Elwira Chasianowa, pięcioboista Andriej Mojsiejew i szpadzistka Tatjana Łogunowa.