莫斯科为一座已有800多年历史的古城，城区横跨莫斯科河及其支流亚乌扎河两岸，是前苏联首都与政治、经济、文化中心。1975年3月，莫斯科成立了奥运会筹委会，开始对各项工作进行积极的准备。兴建和改建了许多体育设施，使莫斯科体育场馆来了个大发展。与此同时，还整饰了城市建筑，改善了交通运输网。据外电报道，前苏联为主办这届奥运会总共耗费了90亿美元左右。这在奥运会史上是创纪录的数字。
运动会于1980年7月19日至8月3日举行，恰好与第十五届奥运会会期相吻合。两届会期举办月日完全一样，是奥运会史上仅有的一次。第十五届是前苏联首次参加的奥运会，它标志着前苏联奥林匹克运动发展进入了一个新时期。不言而喻，两届会期吻合，不是历史的巧合，而是组委会的精心安排。
大会是隆重的，但人们为一种不愉快的气氛所困扰。奥林匹克运动自1894年复兴以来，经历了风风雨雨。而此次莫斯科遇到的是最严重的危机，它威胁着奥林匹克运动的发展。由于苏军在1979年圣诞节前夕出兵入侵阿富汗，践踏国际法准则，给运动会带来严重的影响。一个国家一方面召开以和平、友谊为主要宗旨的奥运会，而另一方面却派兵入侵别的国家，必然会遭到世界的反对和舆论的谴责。许多国家的奥委会相继表态，拒绝参加。中国奥委会也发表声明，不参加莫斯科奥运会。国际奥委会已承认的147个国家和地区奥委会，参赛的仅80个。
参加本届奥运会的运动员为5217人，其中女子1124人，男子4093人。前苏联运动员人数最多，为534人；民主德国、波兰次之，分别为378、340人；匈牙利(320人)、保加利亚(313人)也在300人以上；人口不多、远隔重洋的古巴也派出了由239名男女运动员组成的庞大队伍。与会的80支队伍中，有16个队在入场式上没有打本国国旗，以奥林匹克五环旗替代；有10个队只有旗手一人，运动员没有出场。参与报道本届赛会的新闻记者共有5615名，其中文字记者2685名，广播记者2930名，总人数比参赛运动员还要多。在奥林匹克会旗交接仪式中，因加拿大属抵制国家行列，上届主办城市蒙特利尔市长只派了代表将奥林匹克会旗交给了莫斯科市。凡此种种，冲淡了会场的热烈气氛，也给关心奥林匹克运动发展的人们的心灵上蒙上一层阴影。
抵制使比赛成绩受到影响，有的甚至不能反映当时的世界实际水平。人们评论说：莫斯科奥运会金牌贬值达50%。
本届竞赛项目仍为21个大项，但单项数从上届的198增至203。引人注目的是女子曲棍球首次进入了奥运会大门。前苏联首次参加了全部大项的比赛。抵制虽然给本届奥运会带来了多方面的影响，但在成绩方面，总的来说还是一次较高水平的比赛。大会共破33项世界纪录：计田径6项，游泳8项，举重13项，自行车、射击各3项。举重、自行车水平都很高，特别是自行车，全部3个有纪录的项目，共有10人次破世界纪录，其中1000米计时赛是1964年以来从未突破的。
1976年蒙特利尔奥运会利用现代科学技术传送奥林匹克火种的做法后来受到非议。本来以传统的方式传递火炬，目的是在世界各地传播奥林匹克理想和精神，而利用卫星传送则失去了原来的意义。本届遂根据国际奥委会的决定，又恢复了传统方式，进行了火炬接力传递。
中华人民共和国奥委会的合法席位本来已在国际奥委会1979年10月的名古屋会议上得以恢复，但为了维护奥林匹克精神和中国的国家利益，他们也服从了中国奥委会于1980年4月24日发布的公告，放弃参加莫斯科奥运会。
本届奥运会前苏联共获金牌80枚、银牌69枚、铜牌46枚，居各队之首。这是前苏联自1952年以来在奥运会获金牌最多的一次，也是历届奥运会到当时为止一个国家在一届奥运会上获金牌最多的一次。民主德国金、银、铜牌分别为47、37、42枚，列第二。保加利亚获金牌8枚、银牌16枚、铜牌17枚，首次进入奥运会前三名之列。
8月3日的闭幕式上，因为美国反对，一反惯例，没有升起下届奥运会东道主美国的国旗，以洛杉矶市市旗代之。