Det direkta finansieringssystemet för skolidrott, som tillkännagavs förra året, kommer att förlängas med ytterligare fem år.
Varje år kommer grundskolorna att fortsätta att få 8 000 pund plus 5 pund per elev.
Förutom att främja god hälsa, säger Cameron, har skolidrotten en viktig roll när det gäller att bygga upp "förtroende och en känsla av prestation".
Finansieringen - primärfonden och sportpremien - ger pengar direkt till grundskolelärare, som för vidare det idrottsliga arvet från de olympiska spelen.
Det har också förekommit upprepade varningar om barnfetma och brist på motion.
Finansieringen är avsedd att förbättra idrottslektioner, till exempel att betala för specialistträning, utrustning eller för att hjälpa klubbar efter skolan.
Det tillkännagavs förra året som ett tvåårigt initiativ till 2015-16, men David Cameron har sagt att han vill behålla denna finansiering i ytterligare fem år - bortom det allmänna valet.
"Sport är så viktigt eftersom det uppmuntrar barn att vara aktiva, leda en hälsosam livsstil, få vänner och, naturligtvis, ha kul," Mr Cameron sade.
"Men kvalitet skolidrott har fördelar som sprider sig över hela läroplanen och bortom - det utvecklar förtroende och en känsla av prestation, det lär unga människor hur man tar sig an en utmaning, och vårdar karaktär och färdigheter som hjälper dem att komma vidare och lyckas i livet."
Sport presentatör Clare Balding sade att idrott också kan hjälpa akademiska resultat i skolan.
"Förutom att öka konditionen, har det visat sig hjälpa koncentration samt vara en viktig faktor för att uppskatta lagarbete och en hälsosam livsstil," sade hon.
Olympic mästare Mo Farah sade sport kan göra en viktig skillnad för unga liv.
"Den hjälp jag fick i skolan var en viktig del av hur jag kom dit jag är idag och så att det kan göra stor skillnad", sade han.
Tillkännagivandet välkomnades också av företrädare för fotboll, rugby, tennis och cricket.
Christine Blower, generalsekreterare i National Union of Teachers, sade att en årlig finansiering på cirka 9 000 pund per skola inte skulle "lägga till en hel del" för skolor utan en hängiven idrottslärare.
Hon sade att grundskolorna hade drabbats av tillbakadragandet av de 160 miljoner pund per år som hade tillhandahållits genom skolidrottspartnerskapen.
Det har förekommit upprepade uppmaningar att förbättra skolidrotten, med Ofsted varning förra året att det var för lite ansträngande träning i PE lektioner.
Partiöverskridande utbildningskommittén rapporterade också att många skolor saknade de möjligheter som ungdomar behövde för att engagera sig i idrott.
En talesman för Labour kritiserade regeringens rekord om skolidrott: "David Cameron har äventyrat vårt olympiska arv genom att ta bort kravet att primärbarn gör två timmars idrott per vecka."
Grundskolor i England kommer att dela en extra £ 150m per år idrottsfinansiering fram till 2020, har premiärminister David Cameron meddelat.