2012年夏季奥林匹克运动会自由车比赛于五个场地举行。自由车场地赛于伦敦室内自由车馆举行，山地赛于Hadleigh Park举行，小轮车于伦敦奥林匹克公园的越野自由车场举行，公路赛于The Mall举行，计时赛于汉普敦宫举行。本届赛事取消了麦迪逊赛及男女子个人追逐赛，新增女子团体争先赛、团体追逐及凯林赛，以及男女子均新增全能赛。
各项赛事.
场地赛.<nowiki>*</nowiki> 只在预赛参加。