Po operaci na zlomenou nohu prohlásil Yao, že pokud by nemohl hrát na letních olympijských hrách v Pekingu v roce 2008, "bylo by to největší ztráta v mé kariéře". 17. července 2008 se vrátil do čínského národního týmu. Dne 6. srpna nesl Yao olympijský plamen na náměstí Nebeského klidu, jako součást přenosu olympijské pochodně. Také nesl čínskou vlajku a vedl delegaci své země během slavnostního otevření. Yao vstřelil první koš hry, trojku, v čínském otevíracím basketbalovém turnaji na olympiádě 2008
Hra proti eventuální zlaté medaile vyhrál Spojené státy.