Vào ngày 18 tháng 4 năm 2007, Ba Lan và Ukraina đã được UEFA chọn để đồng tổ chức vòng chung kết Euro 2012,[9] với Sân vận động Olimpiyskiy được thiết lập để tổ chức trận chung kết.[10] Việc xây dựng lại sân vận động liên quan đến việc phá hủy và xây dựng lại tầng dưới, một khán đài tây hoàn toàn mới với hộp báo chí hai tầng, các hộp sang trọng giữa hai tầng, thêm một tòa nhà cao 13 tầng ở phía tây (để xây dựng khách sạn Sheraton Kiev Olimpiysky) và thêm một mái nhà mới (có thiết kế độc đáo) bao phủ toàn bộ khu vực chỗ ngồi. Sức chứa của sân vận động sau khi tái thiết là 70.050 chỗ ngồi. Tái thiết bắt đầu vào ngày 1 tháng 12 năm 2008, khi nhà thầu thắng thầu được công bố.[11] Nó đã được lên kế hoạch hoàn thành vào năm 2011. Sân vận động đã được Tổng thống Ukraina Viktor Yanukovych chính thức khai trương vào ngày 8 tháng 10 năm 2011.[12]

Ba trận đấu của Bảng D, một trận tứ kết và trận chung kết đã được lên lịch tại đây (với các trận đấu khác ở bảng D được tổ chức tại Donbass Arena). Trong trận đấu đầu tiên, Ukraina đã đánh bại Thụy Điển với tỷ số 2–1. Trận chung kết, được tổ chức vào ngày 1 tháng 7 năm 2012, chứng kiến Tây Ban Nha đánh bại Ý với tỷ số kỷ lục 4–0 trên đường đến danh hiệu thứ ba của họ.

Các trận đấu tại Giải vô địch bóng đá châu Âu 2012