Oszczepnik pierwszy raz w sezonie wystąpił na zawodach 25 maja zajmując w Kuortane drugie miejsce z wynikiem 86,89. W dalszej części sezonu startował m.in. w Berlinie (pierwsze miejsce), Oslo (trzecia lokata) oraz Rzymie (zwycięstwo). 27 lipca na mistrzostwach Finlandii zajął drugą pozycję przegrywając z Tero Järvenpää, który wynikiem 86,68 ustanowił rekord życiowy. W ostatnim występie przed igrzyskami w Pekinie wygrał zawody w Lappeenrancie osiągając rezultat 84,30. Eliminacje rzutu oszczepem na igrzyskach olimpijskich odbyły się 21 sierpnia. Fin startował w grupie B i osiągnął wynik 82,61 (minimum kwalifikacyjne to 82,50) awansując z trzecim rezultatem do finału. Dwa dni później, podczas konkursu finałowego, w pierwszej serii uzyskał wynik 83,75 i zajmował trzecią lokatę za prowadzącym od początku Andreasem Thorkildsenem i swoim rodzajem Tero Järvenpää. Dzięki rzutowi w ostatniej kolejce Pitkämäkiego wyprzedził jeszcze Łotysz Ainārs Kovals, który uzyskał swój nowy rekord życiowy wynikiem 86,64. W ostatniej serii Fin posłał oszczep na odległość 86,16, przesunął się na trzecie miejsce i ostatecznie zdobył brązowy medal. Mistrzem olimpijskim został Norweg Thorkildsen, który w przedostatniej serii wynikiem 90,57 ustanowił rekord olimpijski, a srebro przypadło Kovalsowi. Po igrzyskach był drugi w Zurychu oraz podczas meczu przeciwko Szwedom w Helsinkach i wygrał mityng w Brukseli. 14 września, w ostatnim starcie w sezonie, zajął trzecie miejsce podczas światowego finału lekkoatletycznego w Stuttgarcie.