2012年伦敦奥运会男篮比赛于7月29日至8月12日进行，共有12支参赛队伍，分为A、B、C、D四个小组，小组前四名晋级八强淘汰赛。
1. A组
中国队在A组与美国、法国、阿根廷、突尼斯和尼日利亚同组，五个对手都非常强大。中国队在小组赛中只取得了1胜4负的成绩，排名倒数第二，无缘晋级。
2. B组
B组包括俄罗斯、巴西、西班牙、澳大利亚、中国台北和英国。西班牙和俄罗斯分别获得小组头名和次席，晋级八强。澳大利亚和巴西排名第三和第四，也晋级。
3. C组
美国队在C组轻松获得小组第一，突尼斯、尼日利亚和立陶宛分别排名2-4，晋级八强。
4. D组
D组有阿根廷、立陶宛、法国、纳米比亚、梵蒂冈和特立尼达和多巴哥。法国和立陶宛分别排名第一和第二，晋级八强。
5. 八强赛
八强赛分别为A组第一对阵B组第四、A组第二对阵B组第三、C组第一对阵D组第四、C组第二对阵D组第三。其中美国队以119比86轻松战胜澳大利亚，晋级四强。西班牙队以66比59击败法国队，晋级四强。
6. 四强赛
四强赛分别为A组第一/B组第三对阵C组第一/D组第四，A组第二/B组第四对阵C组第二/D组第三。美国队和西班牙队分别战胜阿根廷队和俄罗斯队，晋级决赛。
7. 决赛
美国队与西班牙队在决赛中对决，最终美国队以107比100获胜，成功卫冕。