Олимпийский комитет Литвы был создан в 1924 году и тогда же сборная этой страны приняла участие в VIII летних Олимпийских играх в Париже. В составе команды было 13 человек: 11 футболистов и 2 велосипедиста. В 1928 году литовская сборная принимает участие во II зимней Олимпиаде в Санкт-Морице (1 конькобежец) и в IX летних Играх в Амстердаме. На всех этих Олимпиадах литовская сборная осталась без наград.
С 1932 года наступает перерыв в участии спортсменов Литвы в Олимпийских Играх. С 1952 года литовские спортсмены участвовали в Олимпийских играх в составе сборной СССР. Первые олимпийские медали литовские спортсмены Стяпас Бутаутас, Юстинас Лагунавичюс и Казис Петкявичюс получили в 1952 году на Олимпийских играх в Хельсинки (баскетбол, серебро). Первыми литовскими олимпийскими чемпионами в составе сборной СССР в 1968 году стали Дан Позняк (бокс) и Василиюс Матушевас (волейбол), а первыми двукратными олимпийскими чемпионками стали гандболистка Алдона Чесайтите-Нененене и баскетболистка Ангеле Рупшиене (1976 и 1980). Две золотые медали на летних Играх 1988 года в Сеуле завоевал в состязаниях на треке велогонщик Гинтаутас Умарас.
В 1984 году в Сараево биатлонист Альгимантас Шална завоевал золотую медаль, а в 1988 году в Калгари лыжница Вида Венцене завоевала золотую и бронзовую медали на зимних Играх. Это единственные олимпийские награды литовских спортсменов на зимних Олимпиадах до сих пор.
После восстановления Литвой независимости литовский НОК был воссоздан в 1989 году и признан МОК в 1991 году. В 1992 годуЛитва приняла участие в XVIII зимних Олимпийских играх в Альбервиле и в XXV летних Олимпийских играх в Барселоне и с тех пор принимала участие во всех Олимпиадах. Всего за время выступления в качестве независимой команды спортсмены Литвы завоевали 26 олимпийских медалей, из которых 6 золотых, 7 серебряных и 13 бронзовых. Наибольшее количество медалей завоевали литовские легкоатлеты. Двукратным олимпийским чемпионом стал Виргилиюс Алекна (метание диска). Все медали были получены на летних Олимпиадах.