丹麦参加了2012年7月27日至8月12日在联合王国伦敦举行的2012年夏季奥运会。丹麦国家奥林匹克委员会和丹麦体育联合会派出了继1996年亚特兰大夏季奥运会之后最大的代表团参加奥运会。共有113名运动员(63名男子和50名女子)参加了17个项目的角逐,不过还有两名运动员作为队内后备运动员参赛。手球是丹麦参加这些奥运会的唯一一个团体项目。
丹麦队包括几位前奥运冠军,其中一位是卫冕冠军(男子轻量级无舵四人艇队,由资深赛艇运动员Eskild Ebbesen和Morten Jørgensen领衔)。值得一提的是,网球运动员卡洛琳-沃兹尼亚奇(Caroline Wozniacki)和在北京奥运会上获得铜牌的游泳运动员洛特-弗里斯(Lotte Friis)。北京奥运会男子皮划艇双人短跑银牌获得者金-沃来-克努森是开幕式上的国旗手。
丹麦队和丹麦体育联盟(Dansk Idræts-Forbund, DIF)为奖牌榜设定了8枚奖牌的目标。丹麦队和DIF还认为,丹麦在摔跤、射击、自行车、手球、马术项目、赛艇、田径、羽毛球和帆船等项目上获得奖牌的机会最大。在本届奥运会结束时,丹麦以一分之差超越了奖牌目标。
丹麦以9枚奖牌(2金4银3铜)离开伦敦,被认为是64年后最成功的一届奥运会。其中赛艇运动员拉斯穆斯-奎斯特和马德斯-拉斯姆森在男子轻量级双桨比赛中获得一枚金牌,田径自行车运动员拉塞-诺曼-汉森在首届男子全能比赛中获得一枚金牌。在帆船、射击、羽毛球和女子赛艇等项目上,丹麦队也获得了其他奖牌。然而,有几名丹麦运动员在其运动项目中几乎没有获得奖牌,其中包括两名希腊罗马式摔跤运动员。