แม้ว่านักกีฬาของสหภาพโซเวียตจะได้รับรางวัลเหรียญสิงโตในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกทุกครั้งเป็นเวลาสี่สิบปี แต่ฟอรัมกีฬาที่ใหญ่ที่สุดในโลกก็จัดขึ้นในสหภาพโซเวียตเพียงครั้งเดียว สิ่งนี้เกิดขึ้นในปี 1980 เมื่อการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อน XXII จัดขึ้นที่กรุงมอสโกและเมืองอื่น ๆ อีกหลายแห่งของสหภาพโซเวียต
มอสโกสามารถได้รับสิทธิ์ในการเป็นเจ้าภาพจัดการประชุมโอลิมปิกฤดูร้อนครั้งที่สอง ความพยายามครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1970 ในการประชุมครั้งที่ 69 ของ IOC แต่แล้วในการลงคะแนนครั้งสุดท้าย ชัยชนะตกเป็นของ Canadian Montreal อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าคู่แข่งทั้งสองของแคนาดาในการลงคะแนนเสียง - มอสโกและลอสแองเจลิส - กลายเป็นเมืองหลวงของการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกสองรายการถัดไป มอสโกได้รับการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการว่าเป็นสถานที่สำหรับการแข่งขันกีฬาฤดูร้อนครั้งที่ XXII ในปี 1974 ที่กรุงเวียนนา ในการประชุม IOC ครั้งที่ 75
ไม่นานหลังจากที่มอสโกได้รับเลือกให้เป็นเมืองหลวงของการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกในอนาคต โปรแกรมหลักสำหรับการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านกีฬาแห่งใหม่ และความทันสมัยของโครงสร้างพื้นฐานในเมืองก็เริ่มดำเนินการในเมือง สร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านกีฬาใหม่ทั้งหมด 78 แห่ง บนเว็บไซต์ของสนามกีฬา Burevestnik ได้มีการสร้างศูนย์กีฬาโอลิมปิกซึ่งเท่ากับที่ไม่มีในโลกแล้วและแม้กระทั่งตอนนี้ก็ยังคงเป็นอาคารประเภทนี้ที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป การเคลือบที่เป็นเอกลักษณ์บนลู่วิ่ง Krylatskoye ใหม่ ซึ่งทำให้นักกีฬาโอลิมปิกสร้างสถิติโลกได้ 13 รายการ นอกจากสิ่งอำนวยความสะดวกด้านกีฬาแล้ว ยังมีการสร้าง Olympic Village, คอมเพล็กซ์โรงแรม Cosmos, อาคารผู้โดยสารแห่งที่สองของสนามบินนานาชาติที่ Sheremetyevo, ศูนย์ข่าวโอลิมปิกบน Zubovsky Boulevard และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ
นอกจากมอสโกแล้ว Mytishchi ใกล้มอสโกและอีกสี่เมืองของสหภาพโซเวียตยังมีส่วนร่วมในการแข่งขันเกมฤดูร้อนปี 1980 การแข่งขันยิงปืนจัดขึ้นที่ Mytishchi การแข่งขันเรือใบจัดขึ้นในทาลลินน์ และการแข่งขันฟุตบอลโอลิมปิกเบื้องต้นจัดขึ้นที่สนามกีฬาในมินสค์ เคียฟ และเลนินกราด
พิธีเปิดการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกในมอสโกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม พ.ศ. 2523 และการแข่งขันสิ้นสุดลงในวันที่ 3 สิงหาคม เนื่องจากการคว่ำบาตรอย่างเป็นทางการของเกมด้วยเหตุผลทางการเมืองจากหลายสิบประเทศ จำนวนนักกีฬาที่เข้าร่วมการแข่งขัน (ประมาณ 5,200) กลับน้อยกว่าที่คาดไว้ ที่ XXII Summer Games มีการเล่นรางวัล 203 ชุด 36 โลกและ 74 บันทึกการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก
