Beijing telah dipilih menjadi tuan rumah pada 13 Julai 2001, semasa Sesi Jawatankuasa Olimpik Antarabangsa ke-112 berlangsung di Moscow, menewaskan Toronto, Paris, Istanbul, dan Osaka. Sebelum pengundian itu, lima bandar raya lain—Bangkok, Cairo, Havana, Kuala Lumpur, dan Seville—diterima bidaannya oleh IOC tetapi gagal disenarai pendek pada 2000. Susunan pengundian seperti berikut:

Pada pusingan pertama pengundian, Beijing mendahului jumlah undiannya berbanding empat pencalonan yang lain. Osaka hanya memperoleh enam undian dan telah disingkirkan. Pada pusingan kedua, Beijing memperoleh undian majoriti mutlak, penyingkiran memerlukan pusinga berikut.[9]

Setelah memenangi bidaan, Perdana Menteri China Li Lanqing membuat kenyataan pada 17 Ogos 2001: "Kejayaan membida Sukan Olimpik 2008 adalah satu contoh pengiktirafan antarabangsa terhadap kestabilan sosial dan pemesatan ekonomi China serta kesejahteraan hidup rakyat China." Sebelum itu, Beijing melakukan bidaan menjadi tuan rumah Sukan Olimpik 2000. Beijing menjadi pendahulu pusingan pertama, tetapi tewas di tangan Sydney pada pusingan akhir pada 1993.