Vingt-trois records ont été battus dans les principales disciplines des Jeux olympiques : athlétisme, natation et cyclisme sur piste. Le stade olympique a vécu trois records du monde, deux sur le 4x100 masculin et féminin (photo) et un sur le 800 m, avec David Rudisha. La Russe Elena Lashmanova a également amélioré le record du monde du 20 kilomètres marche qui avait lieu dans les rues de Londres.
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Loin des pluies de record de l'époque des combinaisons, la natation a vu néanmoins six recods du monde améliorés, dont le 200 m brasse, avec Rebecca Soni, première femme sous les 2'20"00. Enfin, c'est en cyclisme sur piste que les records sont tombés, avec notamment la vitesse et la poursuite par équipes hommes, ainsi que la poursuite par équipes dames, tous battis par la Grande-Bretagne.