A competição dos 5000 metros feminino nos Jogos Olímpicos de Verão de 2012 aconteceu nos dias 7 e 10 de agosto no Estádio Olímpico de Londres.
Meseret Defar, da Etiópia, conquistou a medalha de ouro com o tempo de 15m04s25, oito anos após sua primeira vitória na prova, em Atenas 2004. A também etíope Tirunesh Dibaba, campeã em Pequim 2008, ficou com a medalha de bronze.
Calendário Horário local (UTC+1). Data Horário Fase7 de agosto 10:55 Primeira rodada10 de agosto || 20:05 '''Final
Medalhistas
Recordes Antes desta competição, os recordes mundiais e olímpicos da prova eram os seguintes:
Primeira fase thumb|270px|Atletas momentos antes da largada para uma das baterias.
Bateria 1 Pos. Nome CON Tempo Notas 1 Tirunesh Dibaba 14:58.48 Q 2 Meseret Defar 14:58.70 Q 3 Viola Kibiwot 14:59.31 Q 4 Olga Golovkina 15:05.26 Q, 5 Julie Culley 15:05.38 Q, 6 Tejitu Daba 15:05.59 q, 7 Silvia Weissteiner 15:06.81 8 Kayoko Fukushi 15:09.31 9 Barbara Parker 15:12.81 10 Fionnuala Britton 15:12.97 11 Lyudmyla Kovalenko 15:18.60 12 Judith Plá 15:20.39 13 Karoline Bjerkeli Grøvdal 15:24.86 14 Dudu Karakaya 15:28.32 15 Eloise Wellings 15:35.53 16 Sandra López 15:55.16 Nadia Noujani DNF Sara Moreira DNS
Bateria 2 Pos. Nome CON Tempo Notas 1 Gelete Burka 15:01.44 Q 2 Vivian Cheruiyot 15:01.54 Q 3 Sally Kipyego 15:01.87 Q 4 Julia Bleasdale 15:02.00 Q, 5 Molly Huddle 15:02.26 Q, 6 Yelena Nagovitsyna 15:02.80 q, 7 Joanne Pavey 15:02.84 q, 8 Shitaye Eshete 15:05.48 q, 9 Elena Romagnolo 15:06.38 q, 10 Hitomi Niiya 15:10.20 11 Almensh Belete 15:10.24 12 Kim Conley 15:14.48 13 Mika Yoshikawa 15:16.77 14 Nadia Ejjafini 15:24.70 15 Sheila Reid 15:27.41 16 Zakia Mrisho 15:39.58 17 Layes Abdullayeva 15:45.69 18 Roxana Bârcă 16:01.04
Final thumb|270px|Tirunesh Dibaba liderando a prova durante a final.
Pos. Nome CON Tempo Notas Meseret Defar 15:04.25 Vivian Cheruiyot 15:04.73 Tirunesh Dibaba 15:05.15 Sally Kipyego 15:05.79 Gelete Burka 15:10.66 Viola Kibiwot 15:11.59 Joanne Pavey 15:12.72 Julia Bleasdale 15:14.55 Olga Golovkina 15:17.88 10 Shitaye Eshete 15:19.13 11 Molly Huddle 15:20.29 12 Tejitu Daba 15:21.34 13 Yelena Nagovitsyna 15:21.38 14 Julie Culley 15:28.22 15 Elena Romagnolo 15:35.69
5000m feminino