Til tross for at utøvere fra Sovjetunionen vant brorparten av medaljer ved hvert OL i førti år, ble det største idrettsforumet på planeten bare en gang holdt i USSR. Dette skjedde i 1980, da lekene til XXII sommer-OL ble holdt i Moskva og flere andre byer i Sovjetunionen.
Moskva var i stand til å få rett til å være vertskap for sommerens Olympianforum for andre gang. Det første forsøket ble gjort i 1970 på den 69. økten til IOC, men da i den endelige avstemningen gikk seieren til det kanadiske Montreal. Det er imidlertid bemerkelsesverdig at begge kanadiske rivalene i stemmegivningen - Moskva og Los Angeles - ble hovedsteder i de to påfølgende olympiadene. Moskva ble offisielt utnevnt til arena for XXII Summer Games i 1974 i Wien, på den 75. økten til IOC.
Rett etter at Moskva ble valgt som hovedstad i det fremtidige OL i byen, begynte store programmer for bygging av nye idrettsanlegg og modernisering av urban infrastruktur. Totalt ble 78 nye idrettsanlegg oppført. På stedet for Petrel stadion bygde de Olimpiysky sportskompleks, som ikke hadde noen like i verden da, og nå er det fortsatt den største konstruksjonen av denne typen i Europa. Det ble lagt et unikt belegg på den nye sykkelveien Krylatskoye, som gjorde at olympierne kunne sette 13 verdensrekorder. I tillegg til idrettsanlegg ble Olympic Village, Cosmos Hotel Complex, den andre terminalen til Sheremetyevo International Airport, Olympic Press Center på Zubovsky Boulevard og andre fasiliteter bygget.
I tillegg til Moskva deltok sommerlekene i 1980 i Mytishchi, Moskva-regionen og fire andre byer i Sovjetunionen. Det ble avholdt skytekonkurranser i Mytishchi, seilkonkurranser ble holdt i Tallinn, og det ble avholdt foreløpige olympiske fotballturneringer på stadioner i Minsk, Kiev og Leningrad.
Åpningsseremonien til OL i Moskva fant sted 19. juli 1980, og kampene ble avsluttet 3. august. På grunn av den offisielle boikotten av spill av politiske årsaker fra flere titalls land, viste antallet idrettsutøvere som deltok i det (ca. 5.200) mindre enn forventet. På XXII Summer Games ble det spilt 203 sett med priser, 36 verdensrekorder og 74 olympiske rekorder ble satt.
