Плавание входит в олимпийскую программу с первых Игр (1896), где спортсмены соревновались на дистанциях 100, 500 и 1200 м
без разделения на стили плавания. Проводился также заплыв для матросов – на стометровке в одежде. Пловцы выступали в сложных условиях: в открытом море, в прохладной апрельской воде и при неблагоприятной погоде. Первым в истории олимпийским чемпионом по плаванию стал венгр Альфред Хайош. Завоевав «золото» в плавании на 100 м и 1200 м. 

На ОИ-1900 в Париже в отдельный вид программы выделили плавание на спине (200 м). Победу одержал немец Эрнст Хоппенберг, завоевавший «золото» и в командной эстафете. На этой Олимпиаде был также устроен заплыв на 60 м под водой и на 200 м с препятствиями. Эти дисциплины вызвали немалый интерес у зрителей, но в олимпийскую программу их больше не включали. 

На Играх в Сент-Луисе (1904) в качестве олимпийской дисциплины дебютировал брасс – на 440 ярдов. 

На Олимпийских играх 1912 года в Стокгольме в плавании впервые соревновались женщины: представительница Австралазии (объединенной команды Австралии и Новой Зеландии) Фанни Дюрек первенствовала в заплыве на 100 м вольным стилем. В командной эстафете 4х100 победили британские спортсменки. 

Героиней ОИ-1920 стала американская пловчиха Этельда Блейбтрой, которая выиграла три из трех возможных золотых медалей, при этом установила три мировых рекорда. Три «золота» завоевал и ее соотечественник Норман Росс. 

На парижской Олимпиаде (1924) американцы выиграли 9 высших наград. Легендарный Джонни Вейсмюллер стал первым на дистанциях 100 и 400 м вольным стилем (с олимпийским рекордом), а также в эстафете 4×200 (мировой рекорд). Он вошел в историю как первый пловец, проплывший 100 м вольным стилем быстрее, чем за 1 минуту, а 400 м – меньше, чем за 5 минут (благодаря новшеству: шестиударному кролю). На ОИ-1924 было установлено 3 мировых рекорда по плаванию и 9 олимпийских. А представленная в Париже олимпийская плавательная программа (11 номеров) осталась неизменной до середины 1950-х.

Японцы, в 1928 впервые попавшие в число призеров, на следующих Играх стали лучшими в общем зачете, хотя в женском плавании американки по-прежнему доминировали. Результат, показанный 14-летним Кусуо Китамура (самый юный в истории мужского олимпийского плавания чемпион) на дистанции 1500 м вольным стилем (19 мин 12,4 сек), был превзойден на ОИ лишь через 20 лет!

ОИ-1956 в Мельбурне были отмечены первым за долгие годы изменением в плавательной программе: в нее добавили признанный отдельным стилем баттерфляй – 100 м у женщин и 200 м у мужчин. Американцы, не раз добивавшиеся успеха в новых видах, не изменили традиции и на этот раз. Тем не менее, в общем зачете их уверенно обошла команд хозяев, в составе которой появилось немало способных пловцов. Мюррей Роуз первенствовал в трех видах программы, включая эстафету. По два титула завоевали Лоррэйн Крэпп и юная Даун Фрэзер (еще две высших награды австралийский вундеркинд выиграет на ОИ в Риме и Токио, став, таким образом, первой пловчихой, побеждавшей на трех Олимпиадах, она же первой из «выплывет» из минуты на 100-метровке).

В 1960 в олимпийскую программу включили мужскую и женскую комбинированную эстафету 4×100 м, также увеличилось общее количество дисциплин.

Заметный «прирост» плавательных дисциплин привел к тому, что два-три «золота» одного пловца уже не воспринимались как исключительное достижение. 

На ОИ-1976 Джим Монтгомери (США) первым в истории «выплыл» из 50 сек на 100 м вольным стилем и получил три «золота». 

Австралийские пловцы на четырех Играх подряд (1960–1972) были вторыми в общем зачете. Но в Монреале-76 их потеснили спортсмены сборной ГДР (18 из 19 ее наград завоевали женщины: особенно отличились Корнелия Эндер: четыре «золота» и «серебро» – и Ульрике Рихтер: три «золота»).

На московской Олимпиаде (1980) пловцы из ГДР в отсутствие своих основных соперников-американцев заняли первое место. Три «золота» (в плавании вольным стилем на 400 и 1500 м и в эстафете 4×200) завоевал выдающийся советский пловец Владимир Сальников, в финальном заплыве на 1500 м впервые в истории «выплывший» из 15 мин.

На ОИ-1984 из-за «ответного» бойкота стран Восточного блока не попали уже спортсмены ГДР. Американцы вновь стали лучшими в олимпийском бассейне. Программа была опять увеличена до 29 номеров, а в правила внесли существенное уточнение: отныне в каждой плавательной дисциплине одну страну могли представлять не более двух атлетов.

Одной из сенсаций в Атланте-96 стала пловчиха из Ирландии Мишель Смит (3 «золота» и 1 «бронза»), до Игр не числившаяся среди фаворитов. Американка Эми ван Дайкен получила четыре высших награды (2+2). Двумя медалями пополнил свою золотую коллекцию россиянин Александр Попов.

Последние Игры XX в. пловцы отметили множеством рекордов: 15 мировых, 38 олимпийских и 74 континентальных. По три мировых рекорда на счету голландки Инге де Брюин, завоевавшей три «золота» и «серебро», и ее соотечественника Питера ван ден Хугенбанда (2 золотых награды и 2 «бронзы»). Ветеран сборной США Дара Торрес завоевала больше всех наград в олимпийском бассейне: 5 (2 «золота» и 3 «бронзы»). 

В 2004 году загорается звезда американца Майкла Фелпса, который на Олимпиаде в Афинах выигрывает 6 золотых и 2 серебряных медали.

На Олимпиаде в Пекине (2008) в программу соревнований было включено плавание на 10 км на открытой воде.

На Играх в Лондоне (2012) американский пловец Майкл Фелпс, добавив в свою копилку 4 золотые и 2 серебряные медали, стал единственным в истории спорта 18-кратным олимпийским чемпионом. Завоевав в общей сложности 22 олимпийские медали, он побил медальный рекорд советской гимнастки Ларисы Латыниной (18 олимпийских медалей), который продержался 48 лет.
Впервые спортсмен успешно выступил в соревнованиях в бассейне и на открытой воде. Им стал тунисец Усама Меллули, который завоевал в бассейне бронзовую медаль на дистанции 1500 м и стал олимпийским чемпионом, участвуя в марафонском заплыве на 10 км.