Nézőszám tekintetében a legnépszerűbb sport kétségkívül a labdarúgás és London bőven el is van látva kiváló csapatokkal. A futballtörténelemben ezek a csapatok azonban nem annyira voltak sikeresek, mint az északnyugat-angliai csapatok, jelesül a Liverpool FC vagy a Manchester United. A 2003/04-es bajnokság volt az első, amikor két londoni csapat végzett az első két helyen, az Arsenal FC nyerte a bajnokságot, nyomában a Chelsea FC-vel. A rákövetkező évben ezt megismételték, de a két csapat helyet cserélt a táblázaton. A 2005/2006-os idényben a Chelsea megvédte címét, bár 2006/2007-es idényre ismét az északnyugat-angliai csapatok vannak előnyben, így csak egy fővárosi csapat van dobogón (jelesül a Manchaster United vezeti a tabellát, csak a második a Chelsea, valamint a Liverpool FC a harmadik, és az Arsenal a negyedik.

A londoni klubok – főként a cégek által bérelhető VIP szektoroknak köszönhetően – egyre több bevételre tesznek szert, ezért pénzügyileg jobban erősödnek mint vidéki vetélytársaik. A Chelsea jelenlegi felfutása előtt – ami az orosz milliárdos Roman Abramovicsnak köszönhető, aki tengernyi pénzt áldozott a csapat megerősítésére – a két legjobb londoni klub hagyományosan a Emirates stadionban székelő Arsenal és észak-londoni vetélytársa a Tottenham Hotspur voltak. A 2005/06-os idényben 5 londoni csapat játszik a Premier League-ben, az Arsenal, a Chelsea és a Tottenham mellett a West Ham United és a Fulham FC Öt további, jelenleg a második vagy harmadik ligában játszó csapat fordult meg korábban a legjobbak között, ezek a Brentford, a Crystal Palace, a Leyton Orient, a Millwall és a Queens Park Rangers. A Wimbledon FC 2003-ban Milton Keynes-be költözött és nevet is változtatott. Az alsóbb osztályokban számos további félprofi vagy amatőr csapat játszik még a fővárosból.

London adott otthont az 1966-os labdarúgó vb-nek és az 1996-os Eb-nek valamint háromszor, 1968-ban, 1978-ban és 1992-ben rendezte meg a Bajnokcsapatok Európa Kupájának, illetve a Bajnokok Ligájának döntőjét. Az angol csapatok 1985 és 1990 között a futball-huliganizmus miatt el voltak tiltva az európai kupákon való részvételtől.

A labdarúgás legismertebb londoni szentélye a legendás Wembley Stadion volt észak-nyugat Londonban. A régi stadiont – ami hagyományosan otthona volt az FA Kupa döntőjének és az angol válogatott otthoni meccseinek – 2000-ben bezárták és lebontották, a helyére új stadion épült. Az eredeti tervek szerint itt rendezték volna a 2006-os FA Kupa döntőt, ez lett volna a stadion nyitómérkőzése, de az építők nem készültek el határidőre, így a megnyitás eltolódott, valószínűleg 2006 őszére. A Wembley Stadion volt a helyszíne a legemlékezetesebb magyar futballtörténeti eseménynek, amikor 1953-ban barátságos mérkőzésen az Aranycsapat 6:3-ra győzött az angol válogatott ellen, akik addig soha nem veszítettek még a Wembley-ben.

A másik népszerű sportág a rögbi, ennek fellegvára a délnyugat-londoni Twickenham stadion. A 12 csapatos elsőosztályban 3 londoni klub játszik, bár mindhárom csapat hazai pályája a városon kívül, az agglomerációban van, ezek a London Irish, a Sarcens és London Wasps. Az alsóbb osztályokban itt is több klub játszik. Más csapatsportokban is vannak első osztályú londoni klubok, így a kosárlabdázóknál a London Towers, a hokisoknál a London Racers, de ezek közel sem vonzanak annyi nézőt, mint a foci vagy a rögbi.

Két fontos krikett-pálya van a városban, St. John's Wood-ban a Lord's Crickett Ground és Dél-Londonban az Oval, mindkettőn hazai klubok és az angol válogatott is játssza mérkőzéseit. A krikett népszerűsége, főként a napokig tartó nemzetközi tesztmérkőzések idején eléri vagy meg is haladja a foci nézettségét.

A világ egyik legismertebb tenisztornáját London dél-nyugati kertvárosában, Wimbledonban rendezik, az All England Lawn Tennis and Croquet Club füves pályáján nyaranta rendezett bajnokság a négy Grand Slam-torna egyike, mind közül talán a legnagyobb presztízzsel bíró.

A tömegsportok közül kiemelendő – az indulók számát tekintve – a világ legnagyobb utcai futóversenye, a London Marathon.

London eddig kétszer, 1908-ban és 1948-ban rendezett Nyári Olimpiát és nemrégiben eldőlt, hogy az olimpiák történetében elsőként harmadszor, 2012-ben is fogadhatja a világ legjobb sportolóit. Érdekesség, hogy ez az első alkalom, amikor eredeti pályázaton nyerte el a város a rendezés jogát, az első alkalommal „beugróként”, az eredetileg kiválasztott Róma helyett vállalta a rendezést, 1948-ban pedig a NOB pályázat nélkül ítélte a városnak a játékokat, az elsőt a világháború után.