Der Olympiasee, entstanden im Zuge der Parkgestaltung anlässlich der Olympischen Spiele 1972, ist mehr als einen Kilometer lang, misst an seiner breitesten Stelle mehr als 200 Meter und ist fast neun Hektar groß. Er wird vom Nymphenburg-Biedersteiner Kanal durchflossen und von ihm sowie dem Regenwasser der riesigen Olympiadächer mit Wasser versorgt. Der Olympiasee ist kein Badesee, er wäre aber schon allein wegen seiner geringen Tiefe zum Schwimmen und Baden sowieso weniger geeignet - im Durchschnitt sind es nur 1,3 Meter. Dafür kann man auf ihm in olympischer Umgebung Bootfahren, Wakeboarden oder sogar auf dem Wasser laufen, in einem überdimensionierten, aufblasbaren Waterball.

Jogger und Inline-Skater nutzen die Wege um den Olympiasee gerne für sportliche Runden, auch Basket- und Fußballer finden Plätze für ihren Sport. An der Seepromenade, am Fuß des Olympiaturms liegt seit 2003 Münchens 400 Meter langer Olympic Walk of Stars, ähnlich dem berühmten Walk Of Fame in Los Angeles, mit Handabdrücken etlicher Stars und bekannter Persönlichkeiten. Bisher haben sich dort unter anderem Tom Jones, der Dalai Lama, Snoop Dogg, Bon Jovi, Metallica, Genesis, Liza Minnelli, Elton John, Die Toten Hosen, B.B. King, Aerosmith, Kiss, R.E.M. und The Undertaker verewigt.

Direkt am See, als eine Art Halbinsel, befindet sich die Bühne des Theatrons, auf dessen Betonstufen knapp 5000 Besucher wie in einem Amphitheater Platz nehmen können. Vor allem beim Theatron-Pfingstfestival und dem Theatron-Musiksommer sind die Plätze des Halbrunds stets heiß begehrt. Auch das Kino am Olympiasee, auf der Wiese vor der Olympia-Schwimmhalle, ist mit seinem oscarverdächtigen Programm einen Besuch wert. Und wer Fische sehen will, findet im Sea Life knapp 8000 Tiere verschiedenster Arten.