Spania var en av deltakernasjonene under Sommer-OL 2008 i Beijing i Kina 8.–24. august. 286 sportsutøvere deltok i tjuefem sporter. Spania kom på femtendeplass med fem gull-, ti sølv og tre bronsemedaljer. Padleren David Cal var landets flaggbærer under åpningsseremomien
Spanias herrelandslag i basketball kvalifiserte for OL da de vant verdenmesterskapet i basketball for herrer 2006. Dette er 11. gang herrelandslaget deltar i OL.
Kvinnelandslaget kvalifiserte seg gjennom en egen kvalifiseringsturnering.
Én spansk bokser har kvalifisert seg til OL, Kelvin de la Nieve.
Utdypende artikkel: Sykling under sommer-OL 2008
Samuel Sánchez tok gull i landeveissykling.
Mennenes lag
Utdypende artikkel: Tennis under sommer-OL 2008
Rafael Nadal vant gull i tennis i sommer-OL 2008 i Beijing ved å beseire chilenske Fernando González.