1984年10月，时任国际奥委会主席萨马兰奇应邀参加中华人民共和国建国35周年庆祝活动，这是他第二次与邓小平见面。
那年8月，中国代表团在美国洛杉矶奥运会上一鸣惊人，夺得15枚金牌。警卫张宝忠记得，邓小平十分关注中国选手在奥运会上的表现，但凡有比赛转播，他场场不落，“兴之所至还会给体操和跳水选手打打分数”。张宝忠说，从电视中看到萨马兰奇将中国第一块奥运金牌挂到许海峰胸前，“小平同志非常兴奋”。
在洛杉矶奥运会期间，邓小平曾说：“现在看来，体育运动搞得好不好，影响太大了，是一个国家经济、文明的表现。（奥运会）鼓舞了这么多人，吸引了这么多观众、听众，（我们）要把体育搞起来。”
中国也要举办奥运会，是上世纪70年代邓小平分管体育工作时就提过的想法。
首先是名正言顺的问题。1974年，在全国体委主任会议上，邓小平提出要恢复我国在国际体育组织中合法席位。他指出，中华人民共和国是中国唯一合法代表，真理在我们这一边，在国际体育组织中，包括国际奥委会，把中国这样一个大国排除在外，这样对待中国是不平等的。
1979年4月，中国奥委会代表何振梁在国际奥委会全体会议上提出：“根据《奥林匹克宪章》只承认一个中国奥委会，即设在北京的奥委会，而台湾方面的体育组织作为一个地方机构，单独参加国际体育组织活动，台湾方面必须履行改名、改旗、改歌的‘三改’条件。”根据中国的提议，同年11月26日，在奥委会名古屋会议上解决了我国在奥委会中的合法权利问题，允许台湾作为中国的一个地方性组织在国际体育组织中有其席位。
何振梁后来回忆：“这一方针由小平同志亲自拍板，是小平同志‘一国两制’构想在体育领域中的体现。”萨马兰奇曾表示，国际奥委会找到了台湾参加奥运会的解决办法，这项成果是无先例的。
1990年，中国承办了第11届亚运会，这是新中国成立后第一次承办的大型洲际运动会。在视察刚建好的国家奥林匹克体育中心时，邓小平向体委的工作人员问道：“中国办奥运会的决心下了没有？为什么不敢干这件事呢？建设了这样的体育设施，如果不办奥运会，就等于浪费了一半。”
在那次陪同视察的过程中，伍绍祖印象最深的是，邓小平一下车就说：“我这次来是看看到底是中国的月亮圆，还是外国的月亮圆。”视察完后，他坚定地对大家说：“看来中国的月亮也是圆的，比外国的圆。现在有些年轻人总认为外国的月亮圆，对他们要进行教育。”
伍绍祖事后回忆：“我知道，小平同志早在70年代就表示过，中国应该办奥运会。但在亚运会还没有办完的情况下，是否申办奥运会，有些同志还有疑虑。由于小平同志的过问，促成了申办奥运会的决策。”
他还向媒体讲过一个细节：“北京举办亚运会期间，小平同志十分关心这一盛会，一顶印有中国国旗和奥运五环标志的帽子，他戴了很久很久。”
1991年2月26日下午，中国奥委会在人民大会堂广东厅举行全体会议，讨论通过了北京承办2000年奥运会的申请。很快，2月28日国务院批准了北京奥申委的报告；3月18日，北京奥申委宣告成立，在北京举行了第一次新闻发布会。
但申奥之路并不平坦。1991年，中国向国际奥委会递交了承办2000年奥运会申请书。两年后的蒙特卡洛国际奥委会第101次会议上，北京以两票之差败给悉尼。申奥代表团回国做了汇报，邓小平沉默片刻，以平静的口气勉励他们说：“申办不成，没有关系，总结经验。”
直到2001年7月13日，中国才终于圆了奥运梦。