Londons kollektivtransport var en del av budet som scoret dårlig i IOKs første evaluering, men organisasjonskomiteen følte likevel at forbedringene de gjorde var gode nok. Transport for London (TfL) gjennomførte en rekke forbedringer i forberedelsene til 2012, herunder utvidelse av London Overgrounds East London-linjen, oppgraderinger av Docklands Light Railway og North London Line, samt kjøp av et nytt «Javelin»-høyhastighetstog. I tillegg ble plattformene på Stratford stasjon midlertidig hevet for å passe til Javelin-togene. Ifølge Network Rail ville 4000 tog kjøre under lekene, og med lengre tog enn til vanlig.