奧運站原址是前大角咀碼頭，也是港鐵東涌綫首個落成的車站。原來計劃命名為大角咀站，1996年7月初，臨近落成時，當時的地鐵有限公司一度表示，考慮以車站附近的櫻桃街命名為櫻桃站。
1996年8月2日，滑浪風帆選手李麗珊在亞特蘭大奧運會上為香港奪得首枚奧運金牌，而在殘奧運動會上，亦有香港運動員奪得金牌，有傑出表現。
地鐵有限公司遂與香港業餘體育協會暨奧林匹克委員會（今中國香港體育協會暨奧林匹克委員會）達成協議，於同年12月16日將車站命名為奧運站，以表揚香港運動員的輝煌成就。
奧運站內月台牆壁上也有各種運動員比賽中的圖案。
