2001 reichte das ÖOC gemäß dem einstimmigen Beschluss des Vorstandes Salzburg (mit den weiteren Austragungsregionen Pongau und Kitzbühel) als österreichische Bewerberstadt für die Olympischen Winterspiele 2010 beim IOC ein. Am 18. August 2002 gab das IOC die Entscheidung über die Kandidatenstädte für die XXI. Olympischen Winterspiele 2010 bekannt. Neben Salzburg wurden Bern, Pyeongchang und Vancouver als Kandidaten ausgewählt. Obwohl international der Salzburg-Bewerbung ein sehr gutes Zeugnis ausgestellt wurde, schied Salzburg anlässlich der 115. IOC-Session in Prag bereits im ersten Wahldurchgang gegen Vancouver und Pyeongchang aus – Bern zog seine Kandidatur zurück.

Nachdem auch Salzburgs Bewerbung um die Ausrichtung der Olympischen Winterspiele 2014 scheiterte, fasste der ÖOC-Vorstand am 4. März 2008 den Beschluss, die Stadt Innsbruck als Bewerberin um die I. Olympischen Jugend-Winterspiele 2012 beim Internationalen Olympischen Komitee (IOC) zu nominieren. Am 12. Dezember 2008 verkündete IOC-Präsident Jacques Rogge in einer Live-Schaltung via Internet das Ergebnis der durch die IOC-Mitglieder per Briefwahl erfolgten Abstimmung: Innsbruck erhielt den Zuschlag.

Das Österreichische Olympische Comité lud am 7. November 2008 anlässlich seines 100-jährigen Bestehens in die Redoutensäle der Wiener Hofburg. Gefeiert und gewürdigt wurden nicht nur das ÖOC, sondern vor allem die Sportler:innen. Zum Anlass des 100-Jahr-Jubiläums gab das ÖOC einige Publikationen heraus: etwa den Bildband „Olympische Momentaufnahmen“, in dem nicht nur die hundertjährige Geschichte des ÖOC, eingebettet in das politische und soziale Geschehen in Österreich, sondern der gesamte Zeitraum der „olympischen“ Geschichte von 1894 bis 2008 in Form von Fotos, Texten und Dokumenten, beleuchtet wird.

Bei einem Zusammentreffen des Vorstandes des ÖOC am 22. Februar 2009 gab Präsident Dr. Leo Wallner die einvernehmliche Auflösung des Dienstvertrages von Heinz Jungwirth bekannt. Für die Schaffung neuer Strukturen und die zu überarbeitenden Satzungen samt Geschäftsordnung wurde eine Arbeitsgruppe, bestehend aus Mitgliedern des Vorstandes unter dem Vorsitz von Dr. Herbert Hübel, eingesetzt. Matthias Bogner, Sportdirektor des ÖOC, übernahm bis auf Weiteres die Führung der Geschäfte. Mit einstimmigem Votum wählte die außerordentliche Hauptversammlung des Österreichischen Olympischen Comités am 22. Oktober 2009 Dr. Karl Stoss, damals Generaldirektor von Casinos Austria und der Österreichischen Lotterien, zum neuen ehrenamtlichen Präsidenten.

Dr. Peter Mennel, Vorstandsvorsitzender der Sparkasse Bregenz, übernahm am 1. Juni 2010 das Amt des Generalsekretärs von Matthias Bogner, der 15 Monate interimistisch eingesetzt war. Mennel setzte sich unter insgesamt 104 Bewerber:innen durch.

Zwei Jahre später fanden die I. Olympischen Jugend-Winterspiele in Innsbruck, Seefeld und Kühtai statt. Es war das erste olympische Event auf heimischem Boden seit 1976.

Mit Jahresbeginn 2013 bezog das ÖOC wieder Quartier in Wien, genauer bei den Österreichischen Lotterien, am Rennweg 46-50, in 1030 Wien. Per 31. Dezember 2012 hatte man das Bürohaus im niederösterreichischen Oberwaltersdorf verkauft. Im selben Jahr präsentierten Sportminister Gerald Klug, ÖOC-Präsident Karl Stoss und Projektkoordinator Peter Schröcksnadel Mitte Mai in Wien das „Projekt Rio 2016“. Im Rahmen des Projektes sollten knapp 20 Millionen Euro für Infrastruktur bzw. individuelle Sportförderung als Vorbereitung auf die Olympischen Spiele 2016 lukriert werden.

Ein bahnbrechender Schritt wurde im November 2013 gesetzt, als ÖOC-Präsident Karl Stoss und ÖOC-Generalsekretär Peter Mennel hoch über den Dächern Wiens – im Business-Bereich der Sky Bar in der Kärntner Straße, im Beisein vom damaligen Wissenschaftsminister Karlheinz Töchterle – die Kooperationsvereinbarungen mit den ersten vier Olympiazentren unterzeichnete: Oberösterreich (Linz), Campus Sport Tirol Innsbruck, Salzburg-Rif und Vorarlberg (Dornbirn).