No ano de 1968, ano em que se sagrou Campeão Paulista, Campeão Brasileiro e Campeão Sulamericano o time de voleibol principal do Santos FC cedia os seus atletas Décio Viotti, Victor, Feitosa e Sérgio Telles para o Selecionado Nacional disputar os jogos Olímpicos no México, no ano de 1972 nos jogos Olímpicos da Alemanha o representante santista era o consagrado atleta José Osvaldo da Fonseca Marcelino, o vitorioso Negreli.
O primeiro atleta da equipe de futebol do Santos FC a participar dos Jogos Olímpicos, foi o volante Elizeu Vinagre, em 1964. No início do futebol nas Olimpíadas, eram convocados apenas jogadores da categoria amadora, ou seja, das divisões de base. Profissionais não podiam disputar as Olimpíadas até então.
Em 1984, o Alvinegro teve o seu primeiro jogador de futebol medalhista olímpico: o zagueiro Davi. Conquistou a medalha de Prata nos Jogos Olímpicos de Los Angeles. Nesse mesmo ano, em 1984, ocorreu as primeiras mudanças no Futebol nos Jogos Olímpicos. O COI (Comitê Olímpico Internacional) liberou a participação de jogadores profissionais, porém, apenas atletas que não tivessem disputado uma Copa do Mundo.
Apenas em 1992, foi definitivamente liberada a participação de jogadores profissionais, e três atletas acima de 23 anos. Em 1996, mais um medalhista, o volante Narciso, medalha de bronze nos Jogos de Atlanta. Já em 2000, foi a vez de Fábio Costa e André Luís representarem o Santos nas Olimpíadas.
No ano de 2008, em Pequim o Santos FC cedeu as atletas do seu time de futebol feminino (Sereias da Vila) de nome Ester, Maurine, Francielle e Erika para o Selecionado Nacional que conquistaram a medalha de prata e em 2012, o time santista teve o maior número de atletas participantes no futebol masculino nos jogos até então, com três atletas: Neymar, Ganso e Rafael. Com a convocação de Zeca, Thiago Maia e Gabriel, para os Jogos Olímpicos do Rio de Janeiro, o Santos FC igualou sua melhor participação no futebol masculino, com três atletas.
O time masculino do Santos FC e o Brasil no futebol olímpico
1952: 5º colocado (Quartas-de-final) – Não teve
1960: 6º colocado (1ª fase) – Não teve
1964: 9º colocado (1ª fase) – Elizeu
1968: 10º colocado (1ª fase) – Não teve
1972: 13º colocado (1ª fase) – Não teve
1976: 4º lugar – (No pré-olímpico, Cláudio Adão e Bianchi)
1980: Não se classificou
1984:Prata – Davi
1988:Prata – Não teve
1992: Não se classificou
1996:Bronze – Narciso
2000: 7º colocado (Quartas-de-final) – André Luis, Baiano e Fábio Costa
2004: Não se classificou
2008: Bronze – Não teve
2012:Prata – Neymar, Ganso e Rafael
2016: – Zeca, Thiago Maia e Gabriel