申请主办第四届奥运会的有罗马、米兰、柏林和伦敦四个城市。柏林由于得不到政府支持被迫撤消了申请，经国际奥委会秘密投票表决，会址选在罗马。但在1906年，罗马提出，因财政困难，无力兴建体育设施，宣布放弃主办权。由于时间紧迫，国际奥委会求助于伦敦。英国考虑再三，答允运动会在伦敦如期举行。立即成立了奥运会筹委会，用较快的速度，在伦敦西区建立体育场。
开幕那天，气候不佳，在雾迷天，雨下个不停。国王、王后及国际奥委会官员出席了大会。这届奥运会首次规定，开幕式上各代表团应服装统一，在本国国旗引导下列队入场，并规定，旗手通过英国国王爱德华七世观礼台前时，就将旗帜下垂，以示致敬。
本届参赛国家共22个，运动员2034人，其中女子36人，总人数比前三届的总和还要多，东道主派出了最庞大的选手团达710人；法国次之220人；瑞典156人，本届土耳其队的参与，使奥运会首次五洲代表聚会，对奥林匹克日益国际化具有历史意义。本届共设有24个大项，首次列入的有曲棍球、水上摩托和一些奇异不常见的项目，如热杰球，这是一种法古老的类似网球打法的球。这项比赛在奥运会上寿命不长，以后只在第七届列入过。
大会还第一次列入了花样滑冰。比赛是在人工冰场进行的。女子参加的项目只有网球、射箭和花样滑冰。伦敦奥运会田径赛共27个项目，创16项奥运会纪录，其中有5项高于当时的世界最佳成绩。在项目上也有所翻新。
从第一届奥运会起就列入了马拉松赛，大会组织者特地将出发点安排在温莎尔宫的草坪前，终点在白城运动场。二者距离长26英里，进入运动场后至王室成员包厢前为385码，全程总长26英里385码，折合为42.195公里，这就是今日风靡世界的马拉松跑正式距离的由来。比赛有16个国家的56名运动员参赛。身着19号运动衫的意大利糖果商多兰多·皮特里就跑在前面，他身材矮小，但步伐轻快。第一个进入了运动场，但此时他已精力竭，神志不清，先是跑错了方向，后因疲劳过度，几次摔倒在地，但每次他都挣扎爬起，然后又向前跑去。离终点最后15米处，他又一次倒下了，并没能再爬起来。皮特里虽然是赛场上的失败者，但他的名字以另一种方式——顽强精神，载入了奥林匹克运动的史册。
游泳距离计算方法又从码恢复为米制。6项比赛中有5项超过世界最好成绩。在圣路易奥运会上获两枚金牌的美国查·丹尼尔斯，这次又获得了100米世界自由冠军，成绩1分05秒6。英国的享·泰勒先后在400、1500米自由泳中获胜，成绩分别为5分36秒8和22分48秒4，他还在4x200米接力赛中与队友合作夺得冠军，共获3枚金牌，是本届奥运会获金牌最多的游泳运动员。
自行车比赛在新建的周长为666码的赛车场进行，由于比赛当天阴雨连绵，运动员不得不冒雨骑行。比赛项目原订为7个，但只赛出了6个项目的冠军。英国获得了其中5枚金牌，另1项2000米双人自行车赛冠军为法国人夺去。
本届摔跤赛，首次既有自由式又有古典式，但总共只有9项：自由式5项，古典式4项。运动员可以跨级赛。如自由式获得66.6公斤级冠军的英国乔·德雷威斯科夫，后又在73公斤级赛中得了亚军。拳击仅有5项。除71.67公斤级亚军为澳大利亚的雷·贝克获取外，其余均属英国人。英国还包下了赛艇和帆船的全部金牌。伦敦足球赛是一次真正的奥运会足球赛。比赛进行了分组预赛。各队之间实力非常悬殊，如英国对瑞典为12：1，丹麦对法国二队9：0。丹麦队与法国队相遇，以17：1取胜，这是奥运会史上创纪录的比分。英国也以4：0胜荷兰。决赛中英国队以2：0胜丹麦，获得冠军。
射击项目上届没有列入，这次一下达到15项。本届东道主成绩最佳，获得其中6项冠军，美国次之，为3项。在这次“跑鹿”双发射中获得冠军的美国选手沃·怀南斯。
夏季奥运会的冬季项目花样滑冰赛，由瑞典人夺得了男子单人滑的全部奖牌。女子单人和男女双人滑两项金牌分别由英国和德国选手获得。
有3个国家6个队参加的首届奥运会曲棍球赛，英国人实力最强，包揽了前四名。
伦敦奥运会首次公布了各国得奖统计表，本届获奖最多的前三名国家是：英国得金牌56枚，银牌50枚，铜牌39枚；美国金牌23枚、银铜牌各12枚；瑞典是金牌8枚。铜牌6枚，铜牌11枚。