Vuoden 1972 20. kesäolympialaiset pidettiin Münchenissä 26. elokuuta - 10. syyskuuta. Ennätysmäärä urheilijoita ja maajoukkueita saapui Saksaan. Ensimmäistä kertaa olympialaisiin osallistui Albanian, Saudi-Arabian, Korean demokraattisen kansantasavallan, Somalian ja useiden muiden maiden edustajia. Valitettavasti vuoden 1972 olympialaiset muistettiin paitsi heidän urheilullisista saavutuksistaan.
Ennen Münchenin olympialaisten alkua metro rakennettiin ensimmäistä kertaa, kaupungin keskusta uudistettiin kokonaan ja tiejärjestelmä luotiin uudelleen. Uusi liikuntapaikkakokonaisuus koostui 10 tuhannen asukkaan olympiakylästä, 80 tuhannen hengen olympiastadionista, urheilupalatsista, suuresta uima-altaasta, pyörätiestä 13 tuhannelle paikalle sekä muista kuntosaleista ja kentistä. Erityisesti pelejä varten rakennettiin uusi olympiastadion (Olympiastadion), jonka epätavallinen kattorakenne muistutti hämähäkinverkkoa.
Suurin osa Münchenin olympiapaikoista oli varustettu nykyaikaisilla kiireellistä tietoa koskevilla tavoilla (elektroniset tietokoneet, tulostaulut, lasermittauslaitteet, kopiointilaitteet lehdistötiedotteiden tulostamiseen jne.). Televisiota käytettiin laajalti, minkä ansiosta olympialaiset pystyivät näkemään yli miljardin ihmisen kaikilla mantereilla.
5. syyskuuta 1972 urheiluhistoriassa tapahtui ennennäkemätön tragedia. Palestiinalaisjärjestön terroristit onnistuivat tunkeutumaan olympiakylän yhteen paviljonkeihin kello 4.30. He vangitsivat useita Israelin valtuuskunnan jäseniä, joista 11 tapettiin myöhemmin, ja myös saksalainen poliisi tapettiin. Tämä tapaus järkytti koko maailmaa, mutta peli päätettiin jatkaa.
Neuvostoliiton urheilijoilla oli vaikea tehtävä, heidän täytyi voittaa 50 kultamitalia Neuvostoliiton 50-vuotispäivään mennessä Yhdysvaltojen ohi. He suorittivat sen, voittamalla tarkalleen 50 korkeimman tason palkintoa, Yhdysvaltain olympialaiset saivat 33 mitalia. Neuvostoliiton osallistujat saivat vuoden 1972 kesäolympialaisissa yhteensä 99 mitalia, joista 27 oli hopeaa ja 22 pronssia.
Neuvostoliiton miesten koripallojoukkue voitti kultamitalit ensimmäistä kertaa voittamalla Yhdysvaltain joukkueen jännittävässä ottelussa. Kaksi kultamitalia voittivat Neuvostoliiton nyrkkeilijät: Vyacheslav Lemeshev Moskovasta ja Boris Kuznetsov Astrahanista. Vapaapainijat saivat viisi kultamitalia. Neuvostoliiton voimistelijat osoittivat itsensä erittäin korkealla tasolla, kun he olivat voittaneet useita kultamitalia eri kilpailuissa. Kaikki melonnassa ja melonnassa kultamitalit sekä naisille että miehille menivät Neuvostoliiton soutuille. XX kesän olympialaisten kilpailut osoittivat kaikkien osallistujien korkeaa valmistautumista. Näiden tapahtumien aikana asetettiin 94 olympia- ja 46 maailmanennätystä.