Der U-Bahnhof Olympiazentrum wurde 1972 rechtzeitig für die Olympischen Sommerspiele eröffnet. Er war bis zur Eröffnung der Streckenverlängerung bis zum Olympia-Einkaufszentrum ein viergleisiger Endbahnhof, jetzt ist er Durchgangsbahnhof für die verlängerte U3. Die äußeren beiden Gleise werden als Durchgangsgleise genutzt, die inneren für dort endende und beginnende Züge.
Zusammen mit den anderen Bahnhöfen der "Olympialinie" wurde der Bahnhof vom Bayerischen Landesamt für Denkmalpflege auf die bayerische Denkmalliste gesetzt.1
Er erschließt das Olympische Dorf sowie den Olympiapark, seine Planung und Fertigstellung mussten für die Olympischen Spiele 1972 gegenüber anderen U-Bahn-Vorhaben deutlich beschleunigt werden.
Der Bahnhof liegt parallel zur Lerchenauer Straße in geringer Tiefenlage. Geplant wurde er vom U-Bahnreferat der Stadt München unter Federführung des Architekten Garabede Chahbasian.
Die Sichtbetonreliefs an den Wänden stammen von Waki Zöllner. Die weiträumige und helle Bahnsteighalle ist übersichtlich und weitgehend in Sichtbeton ausgeführt, die Wandreliefs wurden bereits als Negative in den Schalungen der Außenwände mit einbetoniert. Die plastisch eingeprägten Kreise sind mit Metallschienen verstärkt, die die Plastizität nochmals hervorheben und die Dynamik und Geschwindigkeit der U-Bahn symbolisieren sollen.
Der Bahnhof Olympiazentrum hätte eigentlich Oberwiesenfeld heißen sollen, weswegen im Linienband der Bahnhofsaußenseiten bis etwa 2010 jeweils zweimal "Olympiazentrum (Oberwiesenfeld)" zu lesen war.
Eine Wiederbelebung des ursprünglich geplanten Namens gibt es mittlerweile rund einen Kilometer weiter nördlich: Der am 28. Oktober 2007 eröffnete Bahnhof zwischen Olympiazentrum und Olympia-Einkaufszentrum trägt statt wie ursprünglich geplant Olympiapark Nord nun den Namen Oberwiesenfeld.
Kennfarbe der 1972 eröffneten Olympialinie ist orange, in ihr sind auch die Bahnhofsschilder und das Linienband gehalten, die ursprüngliche Bahnhofsmöblierung war ebenfalls orange, ehe sie in den 1990er Jahren gegen im ganzen U-Bahnnetz einheitliche Drahtgitterbänke getauscht wurde.
Der nördliche Ausgang führt direkt zum Olympischen Dorf, der südliche in Richtung Olympiapark und zur BMW-Welt. Sperrengeschosse gibt es an beiden Enden keine. Über dem U-Bahnhof befindet sich ein für den Olympia- und Stadionverkehr konzipierter überdachter Busbahnhof, der allerdings seit der U3-Verlängerung zum Olympia-Einkaufszentrum und dem Stadionneubau in Fröttmaning nicht mehr genutzt wird. Ein Lift führt am nördlichen Ausgang von beiden Bahnsteigen aus an die Oberfläche.