Ukrajina je prvi put sudjelovala na Olimpijskim igrama kao neovisna država 1994. godine, te je sudjelovala na svim Ljetnim i Zimskim olimpijskim igarama od tada. Prvi sportaš koji je osvojio zlatnu medalju za Ukrajinu bila je klizačica na ledu Oksana Bajul.
Prije nezavisnosti ukrajinski sportaši natjecali su pod zastavom Ruskog Carstva (1900. – 1912.) i Sovjetskog Saveza (1952. – 1988.), a nakon raspada Sovjetskog Saveza, ukrajinski sportaši bili su dio Ujedinjenog tima 1992. godine. Povijesno gledano, bilo je malo sportaša iz Ukrajine koji su nastupali za Rumunjsku, Poljsku i druge države. Svi ti sportaši nisu bili etnički Ukrajinci.
Neovisna Ukrajina je osvojila ukupno 115 medalja na ljetnim igrama i 7 na zimskim igrama, gimnastika je najuspiješniji sport.
Nacionalni olimpijski odbor Ukrajine osnovan je 1990. godine, a Međunarodni olimpijski odbor ga je priznao 1993. godine.