Mongolię na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2012 reprezentowało 29 zawodników: 16 mężczyzn i 13 kobiet. Był to dwunasty start reprezentacji Mongolii na letnich igrzyskach olimpijskich. Reprezentanci Mongolii zdobyli 5 medali: 2 srebrne i 3 brązowe, co jest najlepszym (pod względem liczby) osiągnięciem w dotychczasowych startach, zajmując 56. miejsce w klasyfikacji medalowej.
Zdobyte medale Medal Zawodnik Dyscyplina Konkurencja Rezultat20px Srebro Njambajaryn Tögscogt 30px Boks waga musza (do 52 kg) w finale przegrał z Kubańczykiem Robeisy Ramírezem20px Srebro Najdangijn Tüwszinbajar 30px Judo waga do 100 kg mężczyzn w finale uległ Rosjaninowi Tagirowi Chajbułajewowi20px Brąz Uranczimegijn Mönch-Erden 30px Boks waga lekkopółśrednia (do 64 kg) w półfinale przegrał z Ukraińcem Denysem Berinczykiem20px Brąz Sajndżarglyn Njam-Oczir 30px Judo waga do 73 kg mężczyzn w walce o brązowy medal pokonał Holendra Dexa Elmonta20px Brąz Soronzonboldyn Battsetseg 30px Zapasy waga do 63 kg kobiet w walce o brązowy medal pokonała Kanadyjkę Martine Dugrenier