Maastohiihto on kuulunut talviolympiakisojen ohjelmaan alusta lähtien. Chamonixssa 1924 kilpailtiin vain 18 ja 50 km matkoilla. Viesti tuli mukaan 1936 ja 30 km 1956, jolloin myös pikamatka lyhennettiin 15 km:iin. Naiset pääsivät olympialaduille vasta Oslossa 1952. Ohjelmassa oli tuolloin vain 10 km, jossa Suomi otti kolmoisvoiton (Lydia Wideman-Mirja Hietamies-Siiri Rantanen). Naisten viesti tuli ohjelmaan 1956, pikamatka 5 km 1964. Tasa-arvo toteutui vasta 1984, kun naisetkin saivat kolmannen henkilökohtaisen kilpailun (20 km).

Luistelutyylin läpimurto kaudella 1984/85 mullisti maastohiihdon kilpailuohjelman. Perinteisen ja vapaan hiihtotavan matkat eriytettiin olympiakisoissa ensi kerran Calgaryssa 1988. Albertvillessa 1992 ohjelmaan lisättiin perinteisen pikamatkan aikaeroilla starttaava vapaan tyylin takaa-ajo. Sprintti tuli olympiaohjelmaan 2002, kahden hiihtäjän joukkuesprintti 2006. Torinon kisoissa takaa-ajon korvasi yhteislähtökilpailu, jossa hiihtäjät vaihtavat puolimatkassa tyyliä (ja suksia). Henkilökohtainen yhteislähtö oli ensi kerran olympiakäytössä 2002. Nykyisin sekä miesten että naisten olympiaohjelmassa onkin enää yksi "vanhanaikainen" väliaikalähtökilpailu. Pisimmällä matkalla (miesten 50 km ja naisten 30 km) käytetään yhteislähtöä.

Vancouverin kisojen maastohiihto-ohjelma on muutoin sama kuin Torinossa 2006, mutta hiihtotyylit ovat vaihtuneet. Henkilökohtaiset matkat (miehillä 15 ja 50 km, naisilla 10 ja 30 km) hiihdetään arvokisoissa vuoroin perinteisellä, vuoroin vapaalla tyylillä. Sama koskee henkilökohtaista ja joukkuesprinttiä. Koska olympiakisojen väliin mahtuu kahdet MM-kisat, olympiamatkojen hiihtotyylit vaihtuvat säännöllisesti.

Suomi on saavuttanut maastohiihdossa yhden kolmoisvoiton (naisten 10 km Oslo 1952) lisäksi kolme kaksoisvoittoa, kaikki miesten 50 kilometriltä (1932 Veli Saarinen-Väinö Liikkanen, 1952 Veikko Hakulinen-Eero Kolehmainen sekä 1960 Kalevi Hämäläinen-Veikko Hakulinen). Tyystin vaille mitalia Suomi on jäänyt vain kahdesti (1928 ja 2002); Salt Lakessa 2002 paras saavutus oli Kaisa Variksen neljäs sija 15 km:llä. Ilman miesten mitalia on jääty lisäksi 1972 ja 1988, ilman naisten mitalia 1968 ja 1998.

Torinon kisoissa 2006 Suomi sai Virpi Kuitusen ja Aino-Kaisa Saarisen hiihtämänä joukkuesprinttipronssin. Paras henkilökohtainen saavutus oli Kuitusen viides sija sprintissä. Miesten puolella Keijo Kurttila ja Lauri Pyykönen hiihtivät viidenneksi joukkuesprintissä, ja Sami Jauhojärven lopullinen sijoitus 15 km:llä oli yhdeksäs.