Danemarca a participat la Jocurile Olimpice de vară din 2012, desfășurate la Londra, Regatul Unit, în perioada 27 iulie - 12 august 2012. Comitetul Național Olimpic și Confederația Sportivă a Danemarcei au trimis cea mai numeroasă delegație națională la aceste Jocuri, după Jocurile Olimpice de vară din 1996 de la Atlanta. Un total de 113 sportivi, 63 de bărbați și 50 de femei, au concurat în 17 sporturi, deși alți doi sportivi au jucat ca rezerve ale echipei. Handbalul a fost singurul sport în echipă la care Danemarca a participat la aceste Jocuri Olimpice.

Echipa daneză a inclus mai mulți campioni olimpici din trecut, unul dintre ei fiind campion în exercițiu (echipa masculină de patru rame fără cârmaci, condusă de veteranii Eskild Ebbesen și Morten Jørgensen). Printre sportivii notabili s-au numărat jucătoarea de tenis Caroline Wozniacki și înotătoarea Lotte Friis, care a câștigat medalia de bronz la Beijing. Kim Wraae Knudsen, medaliată cu argint în proba masculină de caiac sprint la dublu la Beijing, a fost portdrapelul națiunii la ceremonia de deschidere.

Echipa Danemarcei și Uniunea Sportivă Daneză (Dansk Idræts-Forbund, DIF) și-au stabilit un obiectiv de opt medalii pentru a se clasa în clasamentul pe medalii. Echipa Danmark și DIF au considerat, de asemenea, că Danemarca are cele mai mari șanse de a câștiga o medalie la lupte, tir, ciclism, handbal, probele ecvestre, canotaj, atletism, badminton și navigație. La finalul Jocurilor, Danemarca a ajuns dincolo de obiectivul de medalii cu un singur punct.

Danemarca a plecat de la Londra cu un total de 9 medalii (2 de aur, 4 de argint și 3 de bronz), fiind considerată cea mai reușită olimpiadă a sa după 64 de ani. O medalie de aur a fost cucerită de canotorii Rasmus Quist și Mads Rasmussen în proba masculină de dublu vâsle ușor, iar o medalie de aur a fost câștigată de ciclistul Lasse Norman Hansen în primul omnium masculin din istorie. Alte medalii au fost acordate echipei la navigație, tir, badminton și canotaj feminin. Cu toate acestea, mai mulți atleți danezi au fost la un pas să rateze clasamentul pe medalii în probele lor sportive, inclusiv doi de la lupte greco-romane.