Olympiadens arena velges av IOC (International Olympic Committee) blant kandidatbyene som har sendt inn søknader på forhånd. Dette er en lang og komplisert prosess, og til og med pengespill for eksterne observatører. I løpet av to år (2003-2005) eliminerte IOC fem kandidater av 9, og deretter i fire stemmerunder med en forskjell på bare 4 poeng av 104 valgte London som vertsby for sommer-OL 2012. Det skjedde 6. juli 2005, en dag før en serie terrorangrep i hovedstaden i England.
Den britiske hovedstaden vil være OL-hovedbyen - den vil være vert for nesten alle konkurranser, samt forskjellige seremonielle begivenheter i XXX Summer Games. Arrangørene har delt London i tre sportssoner - "Olympic", "River" og "Central". Olympic Park vil være vert for de viktigste seremoniene - åpningen og avslutningen av spillene, og vil også huse to "olympiske landsbyer", der idrettsutøvere vil bo i to og en halv sommeruke - fra 25. juli til 12. august. Vannsportkonkurranser vil bli holdt på London Aquatics Centre - et ultramoderne akvatisk senter med tre svømmebassenger og 17,5 tusen tilskuere. Friidrettskonkurranser vil bli avholdt på det olympiske stadionet, som har en kapasitet på 80 000 tilskuere. I samme område vil det bli avholdt konkurranser på basketball- og håndballarenaene, Olympic Hockey Centre og London sykkelpark.
River Zone ligger på Greenwich-halvøya sørøst i London og inkluderer London Exhibition Centre, Greenwich Park and Stadium og O₂ arena. De vil bli brukt til de olympiske konkurransene og brakkene til det kongelige artilleriet - der vil det selvfølgelig være skyttekonkurranser.
"Central Zone" inkluderer det berømte Wembley Stadium (90 tusen seter), et like kjent sted for den årlige Wimbledon-turneringen - All England Lawn Tennis and Croquet Club, samt Hyde Park, som på ingen måte er kjent for sport. Earls Court i dette området vil være vertskap for volleyballkonkurranser, og Horse Gards Pared er dedikert til strandversjonen av denne sporten. Syklister vil konkurrere i Regent's Park, og bueskyttere vil konkurrere i Lords Cricket Ground.
I tillegg til London arrangeres de olympiske konkurransene i Essex (terrengsykling), Portland (seiling) og Broxburn (roing). Fem byer til - Glasgow, Cardiff, Manchester, Newcastle, Birmingham - er vert for de innledende kampene i fotballturneringen.