Lituània va competir als Jocs Olímpics d'estiu de 2012 a Londres, del 27 de juliol al 12 d'agost de 2012. Aquesta va ser la vuitena aparició de la nació als Jocs Olímpics d'estiu. El Comitè Olímpic Nacional de Lituània (LTOK) va enviar un total de 62 atletes als Jocs, 39 homes i 23 dones, per competir en 14 esports. Basquetbol masculí
va ser l'únic esport d'equip en el qual Lituània va tenir la seva representació en aquests Jocs Olímpics.