شاركت فلسطين في دورة ألعاب أولمبية صيفية 2012، لندن المملكة المتحدة، في الفترة من 27 يوليو - 12 أغسطس 2012. و دخلت ب 5 رياضي في 3 رياضة.
اختير خمسة رياضيين فلسطينيين للانضمام إلى الفريق ليشاركوا في ألعاب القوى والجودو والسباحة فقط. مُنح أربعة منهم بطاقة دعوة للمشاركة في هذه الألعاب الأولمبية دون أن يكونوا قد تأهلوا رسميًا. وكان لاعب الجودو ماهر أبو رملة الرياضي الفلسطيني الوحيد المتأهل والأول في تاريخ فلسطين الذي يتأهل للألعاب. حمل أبو رملة علم فلسطين في حفل الافتتاح. ولم تفز فلسطين التي لم يُسمح لرياضييها بالمشاركة تحت علمها من قبل اللجنة الأولمبية الدولية إلا منذ عام 1996 بأول ميدالية أولمبية لها حتى الآن.