مادرید یکی از پنج نامزد نهایی میزبانی بازیهای المپیک تابستانی ۲۰۱۲ بود. این شهر به همراه نیویورک، تنها شهرهایی بودند که پیش از این میزبان المپیک تابستانی نشده بودند. مراسم جشن نامزدی مادرید در ۵ ژوئن ۲۰۰۵ با حضور بیش از هزار داوطلب و اجرای شکیرا برگزار شد. شعار رسمی این کمپین «آمادهایم برای شما» بود.
مادرید در دور سوم رایگیری برای انتخاب میزبان در نشست ۱۱۷ کمیته بینالمللی المپیک در ۶ ژوئیه ۲۰۰۵ در سنگاپور حذف شد. گزارش ارزیابی این کمیته، امتیاز ۸.۳ را به مادرید اعطا کرد و آن را در شش دسته رتبه اول قرار داد. برنامههای مادرید بر پایداری، محیط زیست و توسعه زیرساختهای ورزشی متمرکز بود.
با وجود برخی چالشها در طراحی دهکده المپیک و نیاز به استفاده از هتلهای شهرهای اطراف، مادرید نشان داد که میتواند میزبان مناسبی برای رویدادهای بینالمللی باشد.