W dniach 27 lipca - 12 sierpnia 2012 r. Dania wzięła udział w Letniej Olimpiadzie 2012 w Londynie, w Wielkiej Brytanii. Narodowy Komitet Olimpijski i Konfederacja Sportu Danii wysłały na Igrzyska największą delegację kraju, po Letnich Igrzyskach Olimpijskich w Atlancie w 1996 roku. W sumie 113 sportowców, 63 mężczyzn i 50 kobiet, wzięło udział w 17 dyscyplinach sportowych, choć dwóch innych sportowców grało jako rezerwowi drużynowi. Piłka ręczna była jedynym sportem w zespole, w którym Dania brała udział w tych Igrzyskach Olimpijskich.

W skład duńskiej drużyny weszło kilku byłych mistrzów olimpijskich, jeden z nich bronił (męska drużyna lekkich czwórek bez lisów, prowadzona przez weteranów Eskilda Ebbesena i Mortena Jørgensena). Wśród wybitnych sportowców znaleźli się tenisistka Caroline Wozniacki oraz pływak Lotte Friis, która zdobyła brązowy medal w Pekinie. Kim Wraae Knudsen, srebrny medalista w sprincie kajakarskim mężczyzn w Pekinie, był wicemistrzem kraju na ceremonii otwarcia.

Drużyna Danmark i Duński Związek Sportowy (Dansk Idræts-Forbund, DIF) postawiły sobie za cel zdobycie ośmiu medali w klasyfikacji medalowej. Team Danmark i DIF uważały również, że Dania ma największe szanse na zdobycie medalu w zapasach, strzelaniu, kolarstwie, piłce ręcznej, zawodach jeździeckich, wioślarstwie, atletyce, badmintonie i żeglarstwie. Pod koniec Igrzysk Dania przekroczyła cel medalowy o jeden punkt.

Dania opuściła Londyn z 9 medalami (2 złotymi, 4 srebrnymi i 3 brązowymi), które zostały uznane za jej najbardziej udane igrzyska po 64 latach. Jeden złoty medal zdobyli wioślarze Rasmus Quist i Mads Rasmussen w lekkich podwójnych czaszkach dla mężczyzn, a jeden złoty medal zdobył kolarz torowy Lasse Norman Hansen w pierwszym męskim wszechświecie. Pozostałe medale zostały przyznane drużynie w żeglarstwie, strzelectwie, badmintonie i wioślarstwie kobiet. Kilku duńskich sportowców, w tym dwóch z grecko-rzymskiego wrestlingu, niemalże ominęło medalowe pozycje w swoich zawodach sportowych.