Dans le contexte de la Guerre froide, l’attribution à Moscou de l’organisation de la XXII^e Olympiade, suscite dans les pays occidentaux un mouvement de désapprobation mettant en cause le non respect des droits fondamentaux des personnes en URSS. Le boycott est envisagé par les autorités américaines dès 1977. L’invasion de l’Afghanistan par l’armée rouge à la fin de l’année 1979 en fournit le prétexte. Le président Jimmy Carter conditionne la participation américaine au retrait soviétique du pays. La démarche est jugée inacceptable non seulement par l’URSS et ses alliés mais aussi par l’ensemble du mouvement olympique qui dénonce une politisation outrancière. Le Comité Olympique des États-Unis, favorable à l’envoi d’une délégation à Moscou, doit céder face aux pressions du gouvernement soutenu par l’opinion publique. De nombreux pays suivent la décision américaine, comme le Japon ou l’Allemagne de l’Ouest, ainsi que la Chine, les Philippines, l'Argentine et le Canada et participent au Liberty Bell Classic, des jeux parallèles tenus à Philadelphie la même année. Les gouvernements britannique, français et australien soutiennent le boycott mais laissent à leur Comité Olympique respectif et à leurs athlètes le choix de participer ou non. L'Espagne, l'Italie, la Suède, l'Islande et la Finlande, de leur côté, participent aux Jeux Olympiques. L’Iran refuse de s’aligner sur la position américaine, mais boycotte aussi ces Jeux Olympiques en raison de l'invasion de l'Afghanistan.

Au final, les 5.179 athlètes, dont 1.115 femmes (21,52 %), représentent 80 pays, le plus faible nombre de nations participantes depuis 1956. Certaines délégations présentes font le choix de la bannière et de l’hymne olympique au lieu de leurs emblèmes nationaux. Le Comité Olympique français, laissé libre d’agir par le gouvernement, renonce à participer au défilé de la cérémonie d’ouverture. Cette cérémonie présidée par Léonid Brejnev aux côtés du président du CIO, Lord Killanin, est à l’image des grandes manifestations collectives de célébrations des régimes totalitaires. L’URSS met en scène de manière spectaculaire la réussite supposée du système socialiste, en établissant par exemple une liaison audiovisuelle retransmise sur écran géant avec deux cosmonautes de la station orbitale Soyouz.

En raison du boycott, ces Jeux Olympiques disposent d’une couverture télévisée plus restreinte. Dans certains sports, les compétitions s’en trouvent affectées en l’absence des plus grands champions. Pour autant, Sebastian Coe et Steve Ovett pour la Grande-Bretagne brillent au 800 mètres et au 1.500 mètres. Daley Thompson, décathlonien britannique, gagne son premier titre olympique et améliore par la suite deux fois le record du monde (8.730 points en 1982 à Götzis, puis 8.774 points en 1983 à Athènes). Il revient en 1984 à Los Angeles, pour remporter à nouveau l'or olympique. À l’issue des compétitions, l’URSS conforte sa première place au classement des médailles, devant la RDA qui confirme la deuxième place déjà acquise à Montréal quatre ans plus tôt, grâce à un programme de dopage généralisé, non encore révélé.