Pri Olimpiji so se uveljavili mnogi znani slovenski in tuji košarkarji, ki so pogosto odhajali v NBA. Med njimi sta prvaka v sezoni 2013/14 s San Antonijem: Danny Green in Aron Baynes. V zadnjih letih klub zaradi finančnih težav, slabšega izbora igralcev in drugih težav ne dosega vidnejšega uspeha v mednarodnih tekmovanjih.
Zgodovina
Košarkarski klub (Union) Olimpija je bil ustanovljen leta 1946 v okviru Fizkulturnega društva Svoboda. Prvo tekmo so odigrali istega leta proti Udarniku in ga premagali z izidom 37:14. Proti koncu leta 1946 se je klub preimenoval v Enotnost. To ime je obdržal do leta 1954, ko se je preimenoval v AŠK OLIMPIJA. Kasneje so k imenu Olimpija dodajali imena sponzorjev. Tako se je v letih 1977-78 klub imenoval Brest Olimpija, pozneje Iskra Olimpija (1979-82), Smelt Olimpija (1984, 1986-96), Union Olimpija (1997-2017) ter od leta 2017 Petrol Olimpija.
Prve tekme so bile odigrane v Vurnikovi dvorani, telovadnici na Taboru, od leta 1951 pa na peščenem igrišču pod Cekinovim gradom. Leta 1954 so igrišče asfaltirali, košarkarji pa so se leta 1962 preselili na ploščad ob Cekinovem gradu. Na tem prostoru je 1965 zrasla dvorana Tivoli. Prvi naslov državnega prvaka Jugoslavije je Olimpija osvojila že leta 1957. Takratni igralci so bili Janez Bajc, Primož Brišnik, Ivo Daneu, Bogo Debevc, Matija Dermastja, Igor Jelnikar, Marjan Kandus, Peter Kralj, Boris Kristančič, Jože Lampič, Miha Lokar, Rudi Pertot, Jože Podboj, Sašo Poljšak, Janez Škrjanc, tehnični vodja je bil kasnejši novinar Stane Fugina. Do osamosvojitve Slovenije je bila Olimpija še petkrat prvak Jugoslavije (1959, 1961, 1962, 1966 in 1970).
Olimpija je v prvenstvih SFRJ igrala 42-krat. Izkupiček je naslednji: 479 zmag, 353 porazov in 10 neodločenih srečanj. Zeleno-beli so skupno dosegli 70.466 in prejeli 66.503 točk.
Z osamosvojitvijo Slovenije je nastopilo novo obdobje kluba, saj se Olimpija ni več mogla primerjati v močni jugoslovanski ligi, začelo pa se je igranje v Evropi.
Uspehi od leta 1991 so: štirinajstkrat državni prvaki (1991/92-1998/99, 2000/01-2001/02, 2003/04-2005/06, 2007/08-2008/09), devetnajstkrat pokalni prvaki (1992-1995, 1997-2003, 2005-2006, 2008-2013), trikrat Superpokal, osvojen Evropski pokal leta 1994, 3. mesto na finalnem turnirju četverice Evrolige leta 1997, prvaki lige NLB leta 2002, še dvakrat uvrstitev na finalni turnir četverice v ligi Goodyear, dvakrat uvrstitev med osem in petkrat med 16 najboljših v Evropi, dvakrat prvaki lige SBA. Od leta 2009 do danes (2015) traja črn niz, ko Union Olimpija ni bila niti enkrat državni prvak. V sezoni 2014/2015 je celo izpadla v osmini finala proti domžalskemu Helios Suns.
Union Olimpija je dolgo igrala svoje tekme v dvorani vojašnice Ljuba Šercerja ob Topniški ulici in v dveh dvoranah Hale Tivoli in sicer državno prvenstvo ter ligo Goodyear v mali dvorani s kapaciteto 4050 sedežev, evroligaške tekme pa je igrala v sosednji veliki (ledeni) dvorani s kapaciteto 5500 sedežev. Vzrok za igranje v dveh dvoranah je bilo, da vodstvo Evrolige na tekmah tega tekmovanja zahteva dvorane s kapaciteto vsaj 5000 sedežev.
Od leta 2010 je domača dvorana kluba novozgrajena Arena Stožice z 12.480 sedeži.