Po zmuszeniu do uzyskania obywatelstwa sowieckiego, Keres reprezentował Związek Radziecki w siedmiu kolejnych olimpiadach, zdobywając siedem kolejnych złotych medali zespołowych, pięć złotych medali na deskach i jeden brązowy medal na deskach. Na uwagę zasługuje jego występ w reprezentacji ZSRR w 1952 roku, kiedy to Sowieci po raz pierwszy wzięli udział w turnieju; Keres był jedynym członkiem zespołu sowieckiego z doświadczeniem olimpijskim (z jego poprzednich występów dla Estonii), a mistrz świata Michaił Botwinnik nie był w zespole sowieckim. Jego cztery złote medale z rzędu od 1954 do 1960 roku to rekord olimpijski. Mimo że nie został wybrany po 1964 roku, Keres z powodzeniem służył jako trener zespołu z radzieckich międzynarodowych drużyn przez następną dekadę. W sumie, w 11 olimpiadach, grając zarówno dla ZSRR, jak i Estonii (licząc nieoficjalny mecz w Monachium w 1936 roku).
W 161 meczach, Keres zgromadził wspaniałą sumę (+97−13=51), na 76,7%. Jego szczegółowe wyniki olimpiady radzieckich są: