Arenaene under Sommer-OL 2012 var hovedsakelig lokalisert innenfor vertsbyen London, men noen øvelser fant sted andre steder i Storbritannia.
Sommer-OL 2012 brukte en blanding av nye, eksisterende og historiske anlegg, samt noen midlertidige anlegg i velkjente steder som Hyde Park og Horse Guards Parade. Noen av de nye anleggene vil bli gjenbrukt i sin OL-form, mens andre vil bli endret eller flyttet.[1]
Flertallet av arenaene ble delt inn i tre soner innenfor stor-London: en OL-sone, en sone ved Themsen og en sentral sone. I tillegg til disse var det arenaer som av nødvendighet var utenfor grensene for London, for eksempel Weymouth og Portland National Sailing Academy på Isle of Portland i Dorset som var arena for seiling (ca. 200 km sørvest for London). Fotballturneringen ble avholdt ved flere stadioner rundt om i Storbritannia, i Coventry, Cardiff, Newcastle, Manchester og Glasgow.[2] Arbeidet med arenaene startet i desember 2006 da en idrettshall i Eton Manor ble revet, [3] og utøvernes deltagerlandsby i Portland ble ferdigstilt i september 2011.[4]
Planene for den 200 hektar store olympiske parken ble avslørt i november 2004.[5] Planene for området ble vedtatt i september 2004 av Tower Hamlets, Newham, Hackney og Waltham Forest.[6] Utbyggingen av området for å bygge den olympiske parken krevde obligatorisk ekspropriasjon av eiendom, og blant annet London Development Agency (LDA) og London and Continental Railways (LCR) hadde en tvist om dette i november 2005, da LCR anklaget LDA for å drepe utviklingen i området.
Det var noen problemer med at de opprinnelige arenaene ikke ble utfordrende nok eller nok økonomisk unviable. Både landeveissyklingen og terrengsyklingen ble ansett av UCI for å være «for lette», så de ble flyttet til andre steder.[7][8] Maratonløypen ble også flyttet til The Mall, siden det ville skape store traffikale problemer å stenge Tower Bridge.[9]North Greenwich Arena 2 som egentlig skulle være arena for badminton og rytmisk gymnastikk ble for dyr, og disse ble dermed flyttet til Wembley Arena.[10][11][12][13]
Diverse mesterskap ble holdt i London i 2011 og 2012 som prøve-OL, blant annet Wimbledon 2012. Andre øvelser fikk sine prøve-OL, som gikk under navnet «London Prepares».[14]