Den förste med Norrköpingskoppling att vinna OS-guld var Gunnar Höjer (1875–1936) i de fjärde moderna olympiska spelen i London 1908. Höjer var född i Norrköping men tävlade för Stockholms GF och han var veteran i det svenska laget i truppgymnastik.
I OS i Stockholm 1912 tog det favorittippade svenska 24-mannalaget nytt guld i laggymnastik och då med två Norrköpingsbor: Curt Hartzell (1891–1975) och Benkt Norelius (1886–1974), båda från Norrköpings GF. Även IFK Norrköping bärgade ett OS-guld genom en överläsen seger för Gustaf ”Topsy” Lindblom (1891–1960) i tresteg. Lindblom tog efter sin idrottskarriär över danspalatset Nalen i Stockholm.
Första världskriget gjorde att nästa OS arrangerades först åtta år senare i Antwerpen. Norrköpings SS:s skärgårdskryssare Sif vann 40 kvm-klassen med bröderna Tore Holm (1896–1977) och Yngve Holm (1895–1943) samt Axel Rydin (1887–1971) och Georg Tengwall (1896–1954) i besättningen. Gamleby-födde Tore Holm kom att bli Sveriges bästa olympiske seglare genom tiderna. Även i detta OS deltog en Norrköpingsbo i den vinnande svenska gymnastiktruppen: Sven Johnson (1899–1986).
Under de olympiska sommarspelen 1912–1948 arrangerades även tävlingar i arkitektur, litteratur, musik, målning och skulptur. I Los Angeles 1932 vann romantikern David Wallin (1876–1957) från Vikbolandet OS-guld med sin oljemålning Vid Arilds strand. I den svenska truppen fanns bland annat Bruno Liljefors och Isac Grünewald. Det blev även två Norrköpingsguld i en mer traditionell OS-gren 1932, nämligen brottning. Ivar Johansson (1903–1979) från brottningsklubben IK Björnen vann i både grekisk-romersk stil och fristil.
I Berlin-OS 1936 tog den urstarke Norrköpingspolisen Ivar Johansson sitt tredje OS-guld (i grekisk-romersk stil, 79 kg). Han räknas som en av Sveriges främsta brottare genom tiderna och hans minne lever vidare genom utmärkelsen ”Ivars Guldsko” som tilldelas årets bäste svenske brottare. ”Priset är en förgylld brottarsko, samma sko som Ivar använde i Los Angeles 1932”, står det i Olympiaboken.
Fyra olympiska sommar- och vinterspel ställdes in på grund av andra världskriget. I London 1948 tog herrlandslaget i fotboll dess enda titel och inte mindre än fem IFK-spelare deltog: Nils Liedholm (1922–2007), Torsten Lindberg (1917–2009), Gunnar Nordahl (1921–1995), Knut Nordahl (1920–1984) och Birger ”Bian” Rosengren (1917–1977). Den stora stjärnan Gunnar Nordahl, med fyra SM-guld och allsvensk skyttekung fyra gånger, gjorde ett av målen i OS-finalen mot Jugoslavien. Både bröderna Nordahl och Nils Liedholm blev senare proffs i Italien.
Efter London 1948 skulle det komma att dröja över trettio år innan någon från Norrköping på nytt tog guld. Det skedde i de femte paralympiska sommarspelen 1980 i Arnhem i Nederländerna. Jonas Jacobsson (född 1965) från Krokek debuterade som 15-åring i Paralympics och sköt hem sin första guldmedalj (10 meter luftgevär, stående mixed). Jacobsson skulle därefter komma att upprepa bedriften i Stoke Mandeville/New York 1984, Seoul 1988, Barcelona 1992, Atlanta 1996, Sydney 2000, Aten 2004, Peking 2008 och London 2012. I tävlingarna 2004 tog han hela fyra guld och genom karriären blev det sjutton paralympiska guldmedaljer.
I Albertville 1992 fick Norrköping det första guldet i ett vinter-OS. Pernilla Wiberg (född 1970) hade slagit igenom med VM-guld i storslalom åren innan och stod överst på prispallen efter storslalomtävlingen i OS-backen i Méribel. Hela Sverige fick höra talas om Yxbacken i Norrköping. Glädjen blev inte mindre av att Wiberg tog Sveriges enda OS-guld 1992 och att hon var första svenska kvinna med en alpin medalj.
De sjuttonde olympiska vinterspelen arrangerades i Lillehammer i Norge bara två år senare. Pernilla Wiberg vann då ännu en guldmedalj, den gången i kombinationstävlingen (störtlopp och slalom). Det var ett av två svenska OS-guld 1994 – Tre kronor vann ju ishockeyturneringen.
Tjugosju långa år senare blev återigen en Norrköpingsbo OS-guldmedaljör. Hoppryttaren Malin Baryard Johnsson (född 1975) vann på hästen Indiana – tillsammans med Henrik von Eckermann och Peder Fredricson – lagtävlingen i banhoppning i Tokyo.
De senaste guldmedaljerna var alpina och togs av Ebba Årsjö (född 2001) i de paralympiska vinterspelen i Peking 2022. Årsjö, som är uppvuxen i Norrköping, vann då både slalom och superkombination.