Tempat Olimpik dipilih oleh IOC (Jawatankuasa Olimpik Antarabangsa) di antara calon-calon bandar yang telah mengemukakan permohonan terlebih dahulu. Ini adalah proses yang panjang dan rumit, dan bahkan berjudi untuk pemerhati luar. Dalam dua tahun (2003-2005), IOC menyingkirkan lima calon daripada 9, dan kemudian dalam empat pusingan pengundian dengan perbezaan hanya 4 mata daripada 104 memilih London sebagai bandar raya tuan rumah untuk Olimpik Musim Panas 2012. Ia berlaku pada 6 Julai 2005, sehari sebelum satu siri serangan pengganas di ibu negara England.
Ibu kota Britain akan menjadi bandar utama Olimpik - ia akan menjadi tuan rumah hampir semua pertandingan, serta pelbagai acara istiadat Sukan Musim Panas XXX. Penganjur telah membahagikan London kepada tiga zon sukan - "Olimpik", "Sungai" dan "Pusat". Taman Olimpik akan menjadi tuan rumah upacara utama - pembukaan dan penutupan permainan, dan juga akan menempatkan dua "kampung Olimpik", di mana atlet akan tinggal selama dua setengah minggu musim panas - dari 25 Julai hingga 12 Ogos. Pertandingan sukan air akan diadakan di London Aquatics Center - pusat akuatik ultra moden dengan tiga kolam renang dan 17.5 ribu penonton. Pertandingan atletik akan diadakan di stadium Olimpik, yang mempunyai kapasiti 80 ribu penonton. Di kawasan yang sama, pertandingan akan diadakan di arena bola keranjang dan bola baling, Pusat Hoki Olimpik dan taman basikal London.
River Zone terletak di Semenanjung Greenwich di tenggara London dan merangkumi Pusat Pameran London, Taman dan Stadium Greenwich, dan arena O₂. Mereka akan digunakan untuk pertandingan Olimpik dan barak artileri kerajaan - tentu saja, akan ada pertandingan menembak.
"Central Zone" merangkumi Stadium Wembley yang terkenal (90 ribu tempat duduk), tempat yang sama terkenal untuk kejohanan tahunan Wimbledon - All England Lawn Tennis and Croquet Club, serta Hyde Park, yang sama sekali tidak terkenal dengan sukan. Earls Court di daerah ini akan menjadi tuan rumah pertandingan bola tampar, dan Horse Gards Pared didedikasikan untuk versi pantai sukan ini. Penunggang basikal akan bertanding di Regent's Park, dan pemanah akan bertanding di Lords Cricket Ground.
Selain London, pertandingan Olimpik akan diadakan di Essex (mountain biking), Portland (belayar) dan Broxburn (mendayung). Lima lagi bandar - Glasgow, Cardiff, Manchester, Newcastle, Birmingham - akan menjadi tuan rumah pertandingan awal kejohanan bola sepak.
