השתתפותה של ברית המועצות במשחקים הייתה בצלה של המלחמה הקרה, והושפעה ממנה. הדבר בא לידי ביטוי באופן הבולט ביותר בחרמות ההדדיים שארגנו היא וארצות הברית על האולימפיאדות שנערכו אחת אצל השנייה, אך גם באירועים נקודתיים יותר: משחק כדורמים אלים שנערך בצל דיכוי המרד ההונגרי וזכה לכינוי "משחק הדם במים", מחאה צנועה של מתעמלת צ'כוסלובקית מתומכי "האביב של פראג" על דוכן המדליות ואף שערוריית שיפוט במשחק כדורסל שהוכרעה בהתאם לחלוקה הפוליטית בין מזרח למערב. ברית המועצות, שראתה במשחקים הזדמנות להוכיח את עליונותה על המערב, לא היססה לתת לכמה מהספורטאים שייצגו אותה סמים ממריצים לשם שיפור הישגיהם.
אולימפיאדת הלסינקי (1952).
הוועד האולימפי של ברית המועצות הוקם ב-21 באפריל 1951, וב-7 במאי אותה שנה היא הייתה לחברה בוועד האולימפי הבינלאומי. לאולימפיאדת הלסינקי שנערכה בשנה שלאחר מכן, שלחה ברית המועצות את המשלחת הראשונה, שכללה 295 ספורטאים. המשלחת צברה 71 מדליות, מהן 22 מדליות זהב, ודורגה בסיום המשחקים במקום השני בטבלת המדליות, אחרי ארצות הברית. המנון ברית המועצות הושמע לראשונה לאחר זכייתה של נינה רומשקובה במדליית זהב בזריקת דיסקוס.
הענף בו התבלטו הסובייטים במיוחד הוא ההתעמלות, בו זכו ב-22 מדליות, ובתשע מתוך 15 מדליות הזהב האפשריות. המתעמל המעוטר ביותר היה ויקטור צ'וקארין, שזכה ב-4 מדליות זהב (בקרב-רב, סוס סמוכות, סוס קפיצות ובתחרות הקבוצתית) וב-2 מדליות כסף (במקבילים ובטבעות). בתרגיל המתח סיים במקום החמישי. מתעמל נוסף, הראנט שאהיניאן, זכה במדליית זהב בתרגיל הטבעות, במדליות כסף בקרב-רב ובסוס הסמוכות, וסיים במקום הרביעי בתרגיל המקבילים. יבגני קורולקוב זכה במדליית כסף בסוס הסמוכות וסיים במקום החמישי במקבילים, ודמיטרו לאונקין זכה במדליית ארד בתרגיל הטבעות. בין הנשים בלטה מריה גורוחובסקי, שזכתה ב-2 מדליות זהב (בקרב-רב ובתרגיל הקבוצתי) וב-5 מדליות כסף (במקבילים המדורגים, תרגיל הקרקע, סוס הקפיצות, הקורה ובתרגיל הקבוצתי על מתקן נייד). נינה בוצ'רובה זכתה במדליית זהב בקורה, במדליית כסף בקרב-רב ודורגה רביעית במקבילים המדורגים. יקטרינה קלינצ'וק זכתה במדליית זהב בקפיצות, וגלינה מינאיצ'בה זכתה במדליית ארד בקפיצות וסיימה במקום הרביעי בקרב-רב.
המתאבקים הסובייטים זכו ב-10 מדליות, בהן 6 מדליות זהב, ודורגו בראש טבלת המדליות. זוכי מדליות הזהב היו דוד צימקורידזה, ארסן מקוקישווילי, בוריס גורביץ', יקיב פונקין, שזאם סאפין ויוהאנס קוטקאס. ראשיד מאמאדביוב ושלווה צ'יחלדזה זכו במדליות כסף וארטם טריאן וניקולאי בלוב זכו במדליות ארד. בסך הכל, מתוך 16 המתאבקים הסובייטים שהתחרו בהלסינקי, 14 סיימו במקום הרביעי ומעלה.
כל שבעת מרימי המשקולות הסובייטים שהתחרו בהלסינקי זכו במדליות. במדליות זהב זכו איוואן אודודוב (עם שיא עולם בקטגוריית המשקל של עד 56 ק"ג - 315 ק"ג), רפאל צ'ימשקיאן (עם שיא עולם בקטגוריית המשקל של עד 60 ק"ג - 337.5 ק"ג) וטרופים לומאקין. שלושה מרימי משקולות נוספים, ניקולאי סקסונוב, יבגני לופטין וגריגורי נובאק, זכו במדליות כסף, וארקדי וורוביוב זכה במדליית ארד.
האתלטים הסובייטים זכו ב-17 מדליות, אך רק שתי אתלטיות זכו במדליות זהב: נינה פונומריובה, שקבעה שיא אולימפי בזריקת דיסקוס (51.42 מטר), וגלינה זיבינה, שקבעה שיא עולם בהדיפת כדור ברזל (15.28 מטר), וכן סיימה במקום הרביעי בהטלת כידון. אלכסנדרה צ'ודינה זכתה בשלוש מדליות: מדליות כסף בקפיצה לרוחק ובהטלת כידון ומדליית ארד בקפיצה לגובה. יליסווטה בגריאנצבה זכתה במדליית כסף בזריקת דיסקוס, ונינה דומבדזה זכתה במדליית הארד בתחרות זו. ילנה גורצ'קובה זכתה במדליית ארד בהטלת כידון וקלוודיה טוצ'ונובה זכתה במדליית ארד בהדיפת כדור ברזל. גם במקצועות המסלול זכו שתי אתלטיות סובייטיות במדליות. מריה גולובניצ'איה זכתה במדליית כסף בריצת 80 מטר משוכות ונדז'דה חניקינה זכתה במדליית ארד בריצת 200 מטר. בשלב המוקדמות קבעה חניקינה שיא עולם חדש (24.47 שניות), אך בהמשך נשבר שיאה בידי האוסטרלית מרג'ורי ג'קסון, שניצחה במרוץ. הישגי האתלטים הגברים הגיעו בעיקר מענפי המסלול. ולדימיר קזנצב זכה במדליית כסף בריצת 3000 מטר מכשולים, ויורי ליטוייב רשם הישג דומה בריצת 400 מטר משוכות, כמו גם נבחרת השליחים ב-100X4 מטר. אלכסנדר אנופרייב זכה במדליית ארד בריצת 10000 מטר וברונו יונק זכה במדליית ארד בהליכה ל-10 ק"מ. במקצועות השדה, זכה רק אתלט סובייטי אחד במדליה, לאוניד שצ'רבקוב, שזכה במדליית כסף בקפיצה משולשת.
בחתירה, זכה יורי טיוקלוב במדליית זהב. שמיניית החותרים, וכן הצמד גאורגי ז'ילין ואיגור ימצ'וק, זכו במדליות כסף. הקלע אנטולי בוגדנוב קבע שיא עולם בירי מ-300 מטר בשלושה מצבים (1123 נקודות), ולב ויינשטיין זכה במדליית ארד בתחרות זו. קלע נוסף, בוריס אנדרייה, זכה במדליית כסף בירי מ-50 מטר בשכיבה ובמדליית ארד בירי מ-50 מטר בשלושה מצבים. שישה מתאגרפים סובייטים זכו במדליות: ויקטור מדנוב וסרגיי סצ'רבקוב זכו במדליות כסף, ואנטולי בולקוב, גנאדי גרבוזוב, בוריס טישין ואנטולי פרוב זכו במדליות ארד. במדליית ארד נוספת זכתה הקיאקיסטית נינה סבינה, במקצה ל-500 מטר.
מבין ענפי הכדור הקבוצתיים, רק נבחרת הכדורסל הגיעה להישג משמעותי, כשזכתה במדליית הכסף לאחר שגברה בחצי הגמר על נבחרת אורוגוואי 57-61, והפסידה במשחק הגמר לנבחרת ארצות הברית 36-25. נבחרת הכדורמים סיימה במקום השביעי.
אולימפיאדת מלבורן (1956).
אולימפיאדת מלבורן נערכה בצל הפלישה הסובייטית להונגריה, שהביאה לדיכויו של המרד ההונגרי. שלוש מדינות בחרו להחרים את המשחקים בשל כך - הולנד, ספרד ושווייץ. הונגריה עצמה נטלה חלק במשחקים, ונבחרת הכדורמים שלה אף התמודדה מול נבחרת ברית המועצות בבית הגמר. המשחק, שהסתיים בניצחונה של הונגריה, היה אלים במיוחד, וזכה לכינוי "משחק הדם במים", לאחר שכוכב נבחרת הונגריה ארווין זאדור יצא מהבריכה כשהוא מדמם בעקבות אגרוף שקיבל מוולנטין פרוקופייב. בדקות הסיום נאלצה המשטרה המקומית לפנות את הקהל המשולהב, מחשש לתגרה המונית.
המשלחת הסובייטית כללה הפעם 283 ספורטאים, והיא שיפרה את מאזנה ל-98 מדליות, מהן 37 מדליות זהב, שהקנו לה, לראשונה, את המקום הראשון בטבלת המדליות.
גם הפעם היה ההתעמלות הענף הבולט ביותר, והמתעמלים הסובייטים צברו 23 מדליות, מהן 11 מדליות זהב (מתוך 17 אפשריות). ויקטור צ'וקרין זכה הפעם בשתי מדליות זהב אישיות (בקרב-רב ובמקבילים), מדליית כסף אחת (בקרקע) ומדליית ארד אחת (בסוס הסמוכות). ולנטין מורטוב זכה אף הוא בשתי מדליות זהב אישיות (בקרקע ובקפיצות) ובמדליית כסף אחת (בטבעות). בוריס שאחלין זכה במדליית זהב בסוס הסמוכות, אלברט אזריאן זכה במדליית זהב בטבעות, ויורי טיטוב זכה במדליית כסף במתח ובמדליות ארד בקרב-רב ובקפיצות. חמישתם זכו גם, יחד עם פבל סטולבוב, במדליית הזהב בתחרות הקבוצתית. אצל הנשים בלטה לאריסה לטינינה, בהופעתה האולימפית הראשונה, שזכתה ב-4 מדליות זהב (בקרב-רב, סוס הקפיצות, תרגיל הקרקע ובתרגיל הקבוצתי), במדליית כסף אחת (במקבילים) ובמדליית ארד אחת (בתרגיל הקבוצתי עם מתקן נייד, הדומה במהותו לתרגילי ההתעמלות האומנותית של ימינו). חברתה לנבחרת תמרה מנינה זכתה במדליות כסף בקורה ובקפיצות, ומתעמלת שלישית, סופיה מורטובה, זכתה במדליות ארד בקרב-רב ובמקבילים המדורגים.
ברית המועצות הייתה הדומיננטית גם בענף ההיאבקות, והמתאבקים הסובייטים זכו ב-13 מדליות (מתוך 16 אפשריות), מהן 6 מדליות זהב. ניקולאי סולוביוב, קונסטנטין וירופייב, גיבי קרטוזיה, ולנטין ניקולייב, אנטולי פרפיונוב ומיריאן צלקלמנידזה זכו במדליות זהב, ולדימיר מנייב ובוריס קולייב זכו במדליות כסף, ובמדליות ארד זכו רומן דזלאדזה, מיכאיל שחוב, אלימבג בסטייב, וחטאנג בלוודזה וגאורגי סחירטלדזה.
האתלטים הסובייטים זכו ב-22 מדליות, מהן 5 מדליות זהב. ולדימיר קוץ זכה במדליית זהב הן בריצת 5000 מטר והן בריצת 10000 מטר, ובשניהם קבע שיאים אולימפיים (13:39.6 דקות ו-28:45.6 דקות, בהתאמה. בהליכה ל-20 ק"מ היו שלושת זוכי המדליות סובייטים: לאוניד ספירין זכה בזהב, אנטנאס מיקנאס בכסף וברונו יונק בארד. הלך נוסף, יבגני מסקינסקוב, זכה במדליית כסף בהליכה ל-50 ק"מ. ביידוי פטיש עמדו שני סובייטים על הפודיום: מיכאיל קריבונוסוב זכה במדליית הכסף ואנטולי סמוצבטוב זכה במדליית הארד. נבחרת השליחים ל-100X4 מטר זכתה במדליית כסף, ושלושה אתלטים נוספים זכו במדליות ארד: ארדליון איגנטייב בריצת 400 מטר, ויקטור ציבולנקו בהטלת כידון ווסילי קוזנצוב בקרב עשר. תמרה טישקביץ' קבעה שיא אולימפי בהדיפת כדור ברזל (16.59 מטר), וסגניתה הייתה גלינה זיבינה, שאיבדה את תוארה. אינסה יאונזמה קבעה שיא אולימפי בהטלת כידון (53.86 מטר), והזוכה במדליית הארד בתחרות זו הייתה אף היא סובייטית, נדז'דה קוניאייבה. בזריקת דיסקוס זכתה אירינה בגליאקובה במדליית כסף, ונינה פונומריובה שאיבדה את תוארה זכתה במדליית ארד. מריה פיסרבה זכתה במדליית כסף בקפיצה לגובה ונדז'דה דוולישווילי זכתה במדליית ארד בקפיצה לרוחק.