Lontoon kesäolympialaisiin osallistui lähes 10 800 urheilijaa kaikkiaan 204 maasta. Näistä urheilijoista neljä osallistui itsenäisinä kilpailijoina olympialipun alla (kolme Antillien saarilta ja yksi Etelä-Sudanista). Kisojen menestyksekkäin maa oli Yhdysvallat kaikkiaan 103 mitalillaan. Maa teki mitaliennätyksen 46 kultamitalillaan, joka on eniten mitaleita voittanut, ei kisojen isännöitsijänä toimiva maa olympialaisten historiassa. Yhteensä olympialaisiin osallistui 530 yhdysvaltalaista urheilijaa, toiseksi eniten isäntämaa Britannian jälkeen (541 urheilijaa). Seuraavaksi eniten osallistujia oli Venäjällä (436), Australialla (410) ja Kiinalla (390). Kaikki nämä maat myös olivat kymmenen parhaiten menestyneimmän maan joukossa. Seuraavassa on lueteltu kymmenen menestyneintä maata mitaleineen (järjestyksessä kulta, hopea, pronssi, suluissa mitalien kokonaismäärä):
Yhdysvallat: 46-28-29 (103)
Kiina: 38-27-23 (88)
Iso-Britannia: 29-17-19 (65)
Venäjä: 24-26-32 (82)
Etelä-Korea: 13-8-7 (28)
Saksa: 11-19-14 (44)
Ranska: 11-11-12 (34)
Italia: 8-9-11 (28)
Unkari: 8-4-5 (17)
Australia: 7-16-12 (35)
Japani: 7-14-17 (38)
Alankomaat: 6-6-8 (20)
USA:n Michael Phelps oli Lontoon kisojen mitali-imuri.
Kultamitaleilla mitattuna Yhdysvallat menestyi sekä yksilö- että joukkuelajeissa. 27 kilpailijaa myös voittivat useamman kuin yhden mitalin. Yksilötasolla olympialaisten menestynein urheilija oli uimari Michael Phelps, joka saavutti neljä kultaa ja kaksi hopeaa. Hänellä on myös hallussaan mitaliennätys nykymuotoisten olympialaisten historiassa, kun kaikki lajit huomioidaan: yhteensä 28 olympiamitalia, joista 23 kultaa. Seuraavaksi eniten mitaleita voittaneet uimarit ovat yhdysvaltalaiset Missy Franklin, Allison Smith ja Ryan Lochte, kukin viisi kappaletta.
Muita Lontoossa menestyneitä urheilijoita ja maita
Usain Bolt, Jamaika – ylivoimainen sprintteri teki myös 100 metrin juoksussa olympiaennätyksen
Shelly-Ann Fraser-Price, Jamaika – pikajuoksija toi maalleen olympiakultaa 100 metrin juoksussa sekä hopeaa 200 metrin juoksussa ja 4×100 metrin viestissä. On voittanut myös kultaa Pekingissä 2008, sekä hopeaa ja pronssia Rio de Janeiron kisoissa 2016.
Wu Minxia, Kiina – Olympiavoittaja ja maailmanmestari naisten uimahypyssä (3 metrin ponnahduslauta, parikilpailu). Ateenan ja Pekingin olympiakultien jälkeen voitti nyt kaksi kultaa maalleen Kiinalle.
Felix Sanchez, Dominikaaninen tasavalta – kaksinkertainen maailmanmestari ja Lontoon jälkeen myös kaksinkertainen olympiavoittaja edustaa Dominikaanista tasavaltaa miesten 400 metrin aidoissa.
Uusia ennätyksiä
Olympialaisissa tehtiin sekä maailmanennätyksiä että olympiaennätyksiä, yhteensä 32 kappaletta kahdeksassa lajissa. Nämä lajit olivat uinti, painonnosto, yleisurheilu (juoksulajit), jousiammunta, viisiottelu, pyöräily, ammunta ja soutu. Eniten ennätyksiä tehtiin uinnissa. Maittain ennätykset jakautuivat niin, että Iso-Britannia, Yhdysvallat ja Kiina kukin saavuttivat viisi ennätystä.