Til tross for at atletene i Sovjetunionen vant brorparten av medaljer ved hvert OL i førti år, ble det største sportsforumet på planeten holdt i Sovjetunionen bare en gang. Dette skjedde i 1980, da lekene til XXII-sommer-OL ble avholdt i Moskva og flere andre byer i Sovjetunionen.
Moskva klarte å skaffe seg retten til å være vertskap for Summer Olympians Forum andre gang. Det første forsøket ble gjort i 1970 på IOCs 69. sesjon, men i den endelige avstemningen gikk seieren til kanadiske Montreal. Det er imidlertid bemerkelsesverdig at begge rivalene til kanadiere i stemmegivningen - Moskva og Los Angeles - ble hovedsteder i de to neste olympiadene. Moskva ble offisielt kåret til arenaen for XXII sommerleker i 1974 i Wien, på IOCs 75. sesjon.
Rett etter at Moskva ble valgt som hovedstad for det fremtidige OL, begynte store programmer for bygging av nye idrettsanlegg og modernisering av byinfrastruktur å bli implementert i byen. Totalt ble 78 nye idrettsanlegg bygget. På stedet for Burevestnik stadion ble det olympiske idrettsanlegget bygget, som det ikke eksisterte i verden da, og selv nå er det fortsatt den største bygningen av denne typen i Europa. Et unikt belegg ble lagt på den nye sykkelstien Krylatskoye, som tillot olympierne å sette 13 verdensrekorder. I tillegg til sportsanlegg ble det bygd den olympiske landsbyen, hotellkomplekset Cosmos, den andre terminalen til den internasjonale flyplassen i Sheremetyevo, det olympiske pressesenteret på Zubovsky Boulevard og andre fasiliteter.
I tillegg til Moskva deltok Mytishchi i nærheten av Moskva og fire andre byer i Sovjetunionen i 1980 Summer Games-konkurranser. Det ble avholdt skyttekonkurranser i Mytishchi, seilekonkurranser ble holdt i Tallinn, og kamper av foreløpige OL-fotballturneringer ble avholdt på stadioner i Minsk, Kiev og Leningrad.
Åpningsseremonien til OL i Moskva fant sted 19. juli 1980, og lekene ble avsluttet 3. august. På grunn av den offisielle boikotten av spillene av politiske årsaker av flere titalls land, viste antallet idrettsutøvere som deltok i det (ca. 5 200) å være mindre enn forventet. På XXII sommerlekene ble 203 sett med priser spilt, 36 verdens- og 74 OL-rekorder ble satt.
