Huolimatta siitä, että Neuvostoliiton urheilijat voittivat leijonan osan mitaleista jokaisessa olympialaisessa 40 vuoden ajan, planeetan suurin urheilufoorumi pidettiin vain kerran Neuvostoliitossa. Tämä tapahtui vuonna 1980, kun XXII kesäolympialaisten pelit pidettiin Moskovassa ja useissa muissa Neuvostoliiton kaupungeissa.
Moskova sai oikeuden isännöidä kesäolympialaisten foorumia toisen kerran. Ensimmäinen yritys tehtiin vuonna 1970 KOK: n 69. istunnossa, mutta sitten lopullisessa äänestyksessä voitto meni Kanadan Montrealille. On huomionarvoista, että molemmista äänestäneistä kanadalaisista kilpailijoista - Moskovasta ja Los Angelesista - tuli kahden seuraavan olympialaisen pääkaupunki. Moskova nimettiin virallisesti XXII kesätaistelujen tapahtumapaikaksi vuonna 1974 Wienissä, KOK: n 75. istunnossa.
Pian sen jälkeen kun Moskova valittiin kaupungin tulevien olympialaisten pääkaupungiksi, alettiin toteuttaa suuria ohjelmia uusien urheilupaikkojen rakentamiseksi ja kaupunkien infrastruktuurin nykyaikaistamiseksi. Yhteensä pystytettiin 78 uutta urheilutilaa. Petrel-stadionin päälle he rakensivat Olimpiysky-urheilukeskuksen, jolla ei ollut silloista tasavertaista maailmassa, ja nyt se on edelleen suurin tällainen rakennus Euroopassa. Uudelle Krylatskoje-pyöräilyreitille asetettiin ainutlaatuinen päällyste, jonka avulla olympialaiset pystyivät asettamaan 13 maailmanennätystä. Urheilumahdollisuuksien lisäksi rakennettiin olympiakylä, Cosmos-hotellikompleksi, Šeremetjevon kansainvälisen lentokentän toinen terminaali, olympialehdistökeskus Zubovsky-bulevardilla ja muut tilat.
Moskovan lisäksi vuoden 1980 kesäpelit järjestettiin Mytishchissä, Moskovan alueella ja neljässä muussa Neuvostoliiton kaupungissa. Mytishchissä järjestettiin ampumakilpailut, Tallinnassa purjehduskilpailut ja alustavien olympiajalkapalloturnausten ottelut Minskin, Kiovan ja Leningradin stadionilla.
Moskovan olympialaisten avajaiset pidettiin 19. heinäkuuta 1980, ja pelit päättyivät 3. elokuuta. Useiden kymmenien maiden virallisen boikotin vuoksi poliittisista syistä siihen osallistuneiden urheilijoiden määrä (noin 5 200) osoittautui odotettua pienemmäksi. XXII-kesäolympialaisissa pelattiin 203 palkintokokonaisuutta, asetettiin 36 maailman- ja 74 olympiarekordia.
