Ang venue ng Olympiad ay pinili ng IOC (International Olimpiko Komite) kabilang sa mga kandidato lungsod na nagsumite ng mga aplikasyon nang maaga. Ito ay isang mahaba at kumplikadong proseso, at maging ang pagsusugal para sa mga tagamasid sa labas. Sa loob ng dalawang taon (2003-2005), tinanggal ng IOC ang limang kandidato sa 9, at pagkatapos ay sa apat na round ng pagboto na may pagkakaiba na 4 na puntos lamang mula sa 104 na pinili ang London bilang host city para sa 2012 Summer Olympics. Nangyari ito noong Hulyo 6, 2005, isang araw bago ang serye ng mga pag-atake ng terorista sa kabisera ng Inglatera.
Ang kabisera ng Britanya ang magiging pangunahing lungsod ng Palarong Olimpiko - magho-host ito ng halos lahat ng mga kumpetisyon, pati na rin ang iba't ibang mga seremonyal na kaganapan ng XXX Summer Games. Hinati ng mga tagapag-ayos ang London sa tatlong mga sports zone - "Olimpiko", "Ilog" at "Gitnang". Ang Olympic Park ay magho-host ng pangunahing mga seremonya - ang pagbubukas at pagsasara ng mga laro, at maglalagay din ng dalawang "mga nayon ng Olimpiko", kung saan ang mga atleta ay mabubuhay sa loob ng dalawa at kalahating linggo ng tag-init - mula Hulyo 25 hanggang Agosto 12. Ang mga paligsahan sa palakasan ng tubig ay gaganapin sa London Aquatics Center - isang ultra-modernong aquatic center na may tatlong mga swimming pool at 17.5 libong mga manonood. Ang mga kumpetisyon ng Athletics ay gaganapin sa Olympic stadium, na may kapasidad na 80 libong mga manonood. Sa parehong lugar, ang mga kumpetisyon ay gaganapin sa basketball at handball arenas, ang Olympic Hockey Center at ang London bike park.
Ang River Zone ay matatagpuan sa Greenwich Peninsula sa timog-silangan ng London at may kasamang London Exhibition Center, Greenwich Park at Stadium, at O₂ arena. Gagamitin sila para sa mga kumpetisyon sa Olimpiko at ang kuwartel ng mga artilerya ng hari - doon, syempre, magkakaroon ng mga kumpetisyon sa pagbaril.
Kasama sa "Central Zone" ang tanyag na Wembley Stadium (90 libong puwesto), isang pantay na sikat na venue para sa taunang Wimbledon paligsahan - ang All England Lawn Tennis at Croquet Club, pati na rin ang Hyde Park, na hindi naman talaga tanyag sa palakasan. Ang Earls Court sa lugar na ito ay magho-host ng mga kumpetisyon ng volleyball, at ang Horse Gards Pared ay nakatuon sa bersyon ng beach ng isport na ito. Ang mga nagbibisikleta ay maglalaban-laban sa Regent's Park, at ang mga mamamana ay maglalaban-laban sa Lords Cricket Ground.
Bilang karagdagan sa London, ang mga kumpetisyon sa Olimpiko ay gaganapin sa Essex (pagbibisikleta sa bundok), Portland (paglalayag) at Broxburn (paggaod). Limang iba pang mga lungsod - Glasgow, Cardiff, Manchester, Newcastle, Birmingham - ay magho-host ng paunang mga tugma ng paligsahan sa football.
