Japonię na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2012 reprezentowało 292 zawodników: 136 mężczyzn i 156 kobiet. Zdobyli oni 38 medali: 7 złotych, 14 srebrnych i 17 brązowych, zajmując 11. miejsce w klasyfikacji medalowej.
Był to 21 start reprezentacji Japonii na letnich igrzyskach olimpijskich.
Zdobyte medale Medal Zawodnik Dyscyplina Konkurencja Rezultat20px Złoto Ryōta Murata 30px Boks waga średnia mężczyzn w finale pokonał Brazylijczyka Esquiva Falcão Florentino 14:1320px Złoto Kōhei Uchimura 30px Gimnastyka wielobój mężczyzn indywidualnie 92,690 pkt20px Złoto Kaori Matsumoto 30px Judo waga do 57 kg kobiet w finale pokonała Rumunkę Corina Caprioriu20px Złoto Tatsuhiro Yonemitsu 30px Zapasy kategoria do 66 kg mężczyzn styl wolny w finałowej walce pokonał Hindusa Sushila Kumara 3:120px Złoto Hitomi Obara 30px Zapasy kategoria do 48 kg kobiet styl wolny w finale pokonała Azerkę Marija Stadnik 3:120px Złoto Saori Yoshida 30px Zapasy kategoria do 55 kg kobiet styl wolny w finale pokonała Kanadyjkę Tonya Verbeek 3:020px Złoto Kaori Ichō 30px Zapasy kategoria do 63 kg kobiet styl wolny w finale pokonała Chinkę Jing Ruixue 3:020px Srebro Mizuki Fujii, Reika Kakiiwa 30px Badminton gra podwójna kobiet w finale przegrały z chińską parą Tian Qing, Zhao Yunlei 0:2 (10:21, 23:25)20px Srebro Kōhei Uchimura 30px Gimnastyka ćwiczenia wolne