Gabun, dessen NOK, das Comité Olympique Gabonais, 1965 gegründet und 1968 vom IOC anerkannt wurde, nimmt seit 1972 an Olympischen Sommerspielen teil. Die Spiele 1976 in Montreal und 1980 in Moskau wurden von Gabun boykottiert. An Winterspielen nahmen bislang keine Sportler aus Landes teil.
Erstmals war Gabun bei den Spielen von München 1972 vertreten. Erster Olympionike seines Landes war der Boxer Joseph Mbouroukounda am 27. August 1972. Er war zudem der einzige gabunische Athlet in München.
1984 in Los Angeles traten erstmals Leichtathleten an. Die Kugelstoßerin Odette Mistoul war am 3. August 1984 die erste Frau, die für Gabun bei Olympischen Spielen teilnahm. Sie konnte sich für das Finale qualifizieren und wurde 13. Die Spiele von Seoul 1988, bei denen nur zwei Teilnehmer entsandt wurden, blieben ebenso erfolglos, wie die Spiele von Barcelona 1992, bei denen erstmals Judoka zum Einsatz kamen. Chancenlos waren gabunische Teilnehmer auch bei den Spielen in Atlanta 1996.
2012 in London ging erstmals eine gabunische Fußballauswahl der Männer an den Start. Nach zwei Unentschieden gegen Südkorea und der Schweiz sowie einer Niederlage gegen Mexiko, schied die Mannschaft um Pierre-Emerick Aubameyang in der Gruppenphase aus. Anthony Obame konnte im Schwergewicht des Taekwondo-Turniers Silber und damit die bislang einzige Medaille für sein Land gewinnen.
In Rio de Janeiro blieb die Olympiaauswahl wiederum erfolglos. Erstmals wurde ein Athlet im Schwimmen eingesetzt. Auch 2020 in Tokio konnte keine Medaille gewonnen werden.