013年5月23日，吴经国宣布参选国际奥林匹克委员会主席，引起国际间重视，法新社、美联社和德通社等40多家国际媒体报导此事。同年9月10日，国际奥委会第125次全会在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯投票选出第九任国际奥委会主席，吴经国在首轮投票中败选，最后由托马斯·巴赫当选。2020年3月17日，国际奥会发表声明，依《奥林匹克宪章》第16.3.1条同意吴经国因健康因素请辞国际奥林匹克委员会委员，感谢其30多年来的贡献。