Spanien deltog i de olympiska sommarspelen 1980 med en trupp bestående av 155 deltagare, 146 män och nio kvinnor, vilka deltog i 75 tävlingar i 18 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. Spanien slutade på tjugonde plats i medaljligan, med en guldmedalj och sex medaljer totalt.
Bågskytte
Herrarnas individuella tävling
- Antonio Vazquez — 2240 poäng (→ 29:e plats)
- Francisco Peralta — 2181 poäng (→ 33:e plats)
Friidrott
Herrarnas 800 meter
- Antonio Páez
- Heat — 1:49,5
- Semifinal — 1:47,8 (→ gick inte vidare)
Herrarnas 1 500 meter
- José Luis González
- Heat — 3:40,9
- Semifinal — 3:42,6 (→ gick inte vidare)
Herrarnas 10 000 meter
- Antonio Prieto
- Heat — 29:12,8 (→ gick inte vidare)
Herrarnas 4 x 400 meter stafett
- Isidoro Hornillos, Colomán Trabado, Benjamín González och José Casabona
- Heat — 3:06,9 (→ gick inte vidare)
Herrarnas 110 meter häck
- Javier Moracho
- Heat — 13,72
- Semifinal — 13,80
- Final — 13,78 (→ 7:e plats)
- Carlos Sala
- Heat — 14,28
- Semifinal — 14,00 (→ gick inte vidare)
Herrarnas 400 meter häck
- Juan Lloveras
- Heat — 50,48
- Semifinal — 51,86 (→ gick inte vidare)
- José Casabona
- Heat — 51,26 (→ gick inte vidare)
Herrarnas 3 000 meter hinder
- Domingo Ramón
- Heat — 8:31,9
- Semifinal — 8:22,0
- Final — 8:15,8 (→ 4:e plats)
- Francisco Sánchez
- Heat — 8:27,5
- Semifinal — 8:19,0
- Final — 8:18,0 (→ 5:e plats)
Herrarnas höjdhopp
- Roberto Cabrejas
- Kval — 2,21 m
- Final — 2,10 m (→ 16:e plats)
- Martin Perarnau
- Kval — 2,15 m (→ gick inte vidare)
Herrarnas längdhopp
- Antonio Corgos
- Kval — 7,96 m
- Final — 8,09 m (→ 7:e plats)
- Alberto Solanas
- Kval — 7,73 m (→ gick inte vidare)
Herrarnas tresteg
- Ramon Cid
- Kval — 16,20 m (→ gick inte vidare)
Herrarnas maraton
- Eleuterio Anton
- Final — 2:18:16 (→ 22:e plats)
Herrarnas 20 km gång
- Josep Marín
- Final — 1:26:45,6 (→ 5:e plats)
Herrarnas 50 km gång
- Josep Marín
- Final — 4:03:08 (→ 6:e plats)
Modern femkamp
Herrarnas individuella tävling
- Federico Galera — 5.001 poäng, 25:e plats
- José Serrano — 4.887 poäng, 29:e plats
- Manuel Montesinos — 4.811 poäng, 32:e plats
Herrarnas lagtävling
- Galera, Serrano och Montesinos — 14.699 poäng, 9:e plats