Die wichtigste internationale Sportveranstaltung, die in Helsinki stattgefunden hat, waren die Olympischen Sommerspiele 1952. Ursprünglich sollte Helsinki bereits die Olympiade von 1940 ausrichten, diese musste aber wegen des Zweiten Weltkrieges abgesagt werden. Das größte internationale Ereignis, das je in Finnland stattgefunden hat, war für das kleine Land, das sich gerade erst von den Kriegsfolgen erholte, eine Möglichkeit, sich der Weltöffentlichkeit zu präsentieren. Die Leichtathletik-Weltmeisterschaften fanden 1983 und 2005 in Helsinki statt. Daneben wurde 1974, 1982, 1991, 1997 und 2003 in Helsinki um die Eishockey-Weltmeisterschaft gespielt. Im Jahr 2009 wird Helsinki zentraler Schauplatz der in Finnland ausgetragenen Fußball-Europameisterschaft der Frauen sein.
Der Fußballklub HJK Helsinki ist der Rekordmeister der Veikkausliiga. In der Saison 1998/1999 konnte er sich als erster und bislang einziger finnischer Verein für die UEFA Champions League qualifizieren. Er trägt seine Heimspiele im 2000 erbauten Finnair Stadium neben dem Olympiastadion aus. Im Eishockey gehören die beiden Helsinkier Klubs Jokerit und HIFK zu den Spitzenmannschaften der SM-liiga. Die Heimarena von HIFK ist die Eishalle Helsinki, ebenfalls in Nachbarschaft des Olympiastadions, während Jokerit in der 1997 eröffneten Multifunktionshalle Hartwall Areena im Stadtteil Pasila spielt.
Die größte regelmäßig in Helsinki stattfindende Sportveranstaltung ist der Helsinki Cup, ein seit 1976 veranstaltetes Fußballturnier für Junioren. 2002 wurde mit 819 Mannschaften ein Teilnehmerrekord aufgestellt. Am Helsinki City Marathon nehmen alljährlich rund 6000 Läufer statt. Die Marathonstrecke beginnt am Marktplatz und führt am Ufer entlang über mehrere Brücken und Inseln in einem großen Bogen zum Olympiastadion.