Kramnik a remporté trois olympiades d'échecs avec l'équipe de Russie (1992, 1994 et 1996). Il est resté invaincu lors de ses six premières participations (1992, 1994, 1996, 2006, 2008 et 2010) à cette compétition (+20 =36), il détient le record du plus grand de parties jouées sans défaites aux olympiades et a obtenu trois médailles d'or individuelles (deux en 1992 et une en 2006). Premier remplaçant de l'équipe de Russie en 1992, il a joué au deuxième échiquier en 1994 et 1996 et au premier échiquier lors des trois dernières éditions. En 2012, Kramnik perdit une partie contre Nakamura mais la Russie finit deuxième. En 2014, il perdit deux parties (contre Qosimjonov et Vallejo-Pons) et la Russie fut quatrième. En 2016, il remporte la médaille de bronze par équipe et la médaille d'or individuelle au deuxième échiquier.