Italien deltog i de olympiska sommarspelen 1980 med en trupp bestående av 159 deltagare, 121 män och 38 kvinnor, vilka deltog i 88 tävlingar i 19 sporter. Landet deltog inte i den av USA ledda bojkotten mot spelen, men visade sitt stöd genom att tävla under den olympiska flaggan istället för den egna flaggan. Italien slutade på femte plats i medaljligan, med åtta guldmedaljer och 15 medaljer totalt.
Friidrott
Herrarnas 100 meter
- Pietro Mennea
- Heat — 10,56
- Kvartsfinal — 10,27
- Semifinal — 10,58 (→ Gick inte vidare)
Herrarnas 800 meter
- Carlo Grippo
- Heat — 1:48,9
- Semifinal — 1:48,7 (→ Gick inte vidare)
Herrarnas 1 500 meter
- Vittorio Fontanella
- Heat — 3:40,1
- Semifinal — 3:40,1
- Final — 3:40,4 (→ 5:e plats)
Herrarnas maraton
- Massimo Magnani
- Final — 2:13:12 (→ 8:e plats)
- Marco Marchei
- Final — 2:23:21 (→ 35:e plats)
Herrarnas 4 x 400 meter stafett
Men's 3,000 m Steeplechase
- Giuseppe Gerbi
- Heat — 8:37,1
- Semifinal — 8:27,2
- Final — 8:18,5 (→ 6:e plats)
- Roberto Volpi
- Heat — 8:35,6
- Semifinal — 8:29,7 (→ Gick inte vidare)
Herrarnas höjdhopp
- Marco Tamberi
- Kval — 2,21 m
- Final — 2,15 m (→ 15:e plats)
- Oscar Raise
- Kval — 2,18 m (→ Gick inte vidare)
- Paolo Borghi
- Kval — 2,18 m (→ Gick inte vidare)
Herrarnas släggkastning
- Giampaolo Urlando
- Kval — 72,20 m
- Final Round — 73,90 m (→ 7:e plats)
Herrarnas tiokamp
- Alessandro Brogini
- Final — fullföljde inte (→ ingen placering)
Herrarnas 20 km gång
- Giorgio Damilano
- Final — 1:33:26,2 (→ 11:e plats)
Damernas 100 meter
- Marisa Masullo
- Heat — 11,77
- Kvartsfinal — 11,57 (→ Gick inte vidare)
Damernas 800 meter
- Gabriella Dorio
- Heat — 2:01,4
- Semifinal — 1:59,0
- Final — 1:59,2 (→ 8:e plats)
- Agnese Possamai
- Heat — 2:04,1 (→ Gick inte vidare)
- Daniela Porcelli
- Heat — 2:10,7 (→ Gick inte vidare)
Damernas 1 500 meter
- Agnese Possamai
- Heat — 4:14,7 (→ Gick inte vidare)
- Marcellino Emmanuel
- Heat — 4:26,8 (→ Gick inte vidare)
Damernas höjdhopp
Damernas spjutkastning
- Fausta Quintavalla
- Kval — 58,76 m
- Final — 57,52 m (→ 12:e plats)
Damernas kulstötning
- Cinzia Petrucci
- Final — 17,27 m (→ 14:e plats)