Cho đến thời điểm này, Thể thao Việt Nam đã tham dự 10 kỳ Olympic. Thành tích mà Thể thao Việt Nam có được ở sân chơi này là 5 tấm huy chương, bao gồm 1 HCV, 3 HCB và 1 HCĐ. Olympic Rio 2016 (tại Brazil) được coi là kỳ Olympic thành công nhất của Thể thao Việt Nam. Tại đó, xạ thủ Hoàng Xuân Vinh đã xuất sắc giành tấm HCV nội dung bắn súng hơi 10m và 1 HCB nội dung 50m súng ngắn. Đó cũng là tấm HCV duy nhất của Thể thao Việt Nam tại đấu trường Olympic tính đến thời điểm này.

Tại Olympic mùa Hè 2024 tổ chức từ ngày 26/7 - 11/8 tới, Thể thao Việt Nam tham dự với 16 VĐV, tranh tài ở 11 nội dung thi đấu. Đây được đánh giá sẽ là kỳ đại hội mà Thể thao Việt Nam sẽ phải nỗ lực rất nhiều cho mục tiêu giành huy chương.

Tiếc nuối đầu tiên của Thể thao Việt Nam tại đại hội năm nay cần phải kể tới sự vắng mặt của đương kim chủ nhân HCV Đại hội Thể thao châu Á(ASIAD) Phạm Quang Huy. Việc Olympic không tính thành tích thi đấu ASIAD buộc Quang Huy phải dự vòng loại 10 m súng ngắn hơi tháng 4 vừa qua. Tại đây, anh chỉ đứng thứ 21 trong số các xạ thủ và theo đó không có vé tới Thế vận hội. 
Không có Quang Huy, hy vọng lớn của Thể thao Việt Nam đặt vào 2 cái tên Trịnh Thu Vinh (bắn súng) và Trịnh Văn Vinh (cử tạ).

Cũng ở vòng loại trên, Thu Vinh về thứ 10 hạng mục 10 m súng ngắn hơi nữ. Cô vẫn còn cơ hội cạnh tranh huy chương nếu thể hiện phong độ tốt nhất tại Thế vận hội. Người còn lại là Văn Vinh cũng chỉ về thứ 6 ở hạng cân 61 kg hồi Asiad. Nhưng họ vẫn còn những cơ hội dù nhỏ.

Sau lưng họ, các VĐV Việt Nam khác đang bị tốp đầu thế giới bỏ cách khá xa. Nguyễn Huy Hoàng giành 2 huy chương tại ASIAD Jakarta năm 2018, nhưng thông số thành tích không đủ để anh cạnh tranh ở Thế vận hội. Tay vợt Nguyễn Thùy Linh tiến bộ nhanh trong 2 năm gần đây nhưng mục tiêu có lẽ chỉ là qua vòng bảng nội dung đơn nữ Thế vận hội. Ba năm trước ở Nhật Bản, Thùy Linh đã có tới 2 chiến thắng và suýt giúp cầu lông Việt Nam góp mặt tại vòng loại trực tiếp.

Nhiều vị trí khác của Nguyễn Thị Thật (xe đạp), Nguyễn Thị Hương (canoeing), Phạm Thị Huệ (rowing), Lê Đức Phát (cầu lông) hay Võ Thị Kim Ánh, Hà Thị Linh (boxing) có lẽ chỉ đặt mục tiêu làm tốt nhất có thể, vượt qua giới hạn của chính mình. Cách biệt lớn giữa họ và nhóm đầu thế giới khiến cơ hội cạnh tranh là rất nhỏ.

Tại lễ xuất quân của đoàn Thể thao Việt Nam tham dự Olympic Paris 2024, Trưởng đoàn Đặng Hà Việt - Cục trưởng Cục Thể dục Thể thao - cho biết: "Olympic là đấu trường danh giá nhất hành tinh, với sự cạnh tranh của nhiều nền thể thao mạnh thế giới. Đoàn Thể thao Việt Nam phấn đấu có huy chương tại Thế vận hội mùa Hè lần này. Các VĐV Việt Nam có thể tiệm cận với thành tích giành huy chương là ở các môn bắn cung, bắn súng và cử tạ. Hiện đoàn Thể thao Việt Nam đang chuẩn bị tốt nhất cho các VĐV tự tin thi đấu tại Olympic Paris 2024".

Thành tích của Thể thao Việt Nam tại 10 kỳ Olympic tham dự:

1. Olympic Moskva 1980 (Nga): Đoàn Việt Nam tham dự với 31 VĐV, không giành huy chương.

2. Olympic Seoul 1988 (Hàn Quốc): Tham dự với 10 VĐV, không giành huy chương.

3. Olympic Barcelona 1992 (Tây Ban Nha): Tham dự với 7 VĐV, không giành huy chương.

4. Olympic Atlanta 1996 (Mỹ): Tham dự với 6 VĐV, không giành huy chương.

5. Olympic Sydney (Australia) 2000: Tham dự với 7 VĐV, lần đầu tiên có tên trên bảng tổng sắp huy chương, với tấm HCB của nữ võ sĩ taekwondo Trần Hiếu Ngân ở hạng cân 57kg.

6. Olympic Athens 2004 (Hy Lạp): Tham dự với 11 VĐV, không giành huy chương.

7. Olympic Bắc Kinh 2008 (Trung Quốc): Tham dự với 21 VĐV, giành 1 HCB nhờ công của lực sỹ cử tạ Hoàng Anh Tuấn (hạng 56 kg nam).

8. Olympic London 2012 (Anh): Tham dự với 18 VĐV, giành 1 HCĐ sau khi Trần Lê Quốc Toàn được đôn từ hạng tư nội dung 56kg lên vị trí thứ ba, thế chỗ VĐV của Azerbajan bị tước huy chương vì doping.

9. Olympic Rio 2016 (Brazil): Tham dự với 23 VĐV, trong đó xạ thủ bắn súng Hoàng Xuân Vinh xuất sắc giành 1 HCV nội dung 10m súng ngắn hơi và 1 HCB nội dung 50m súng ngắn.

10. Olympic Tokyo 2020 (Nhật Bản): Tham dự với 18 VĐV nhưng không có huy chương nào.