Năm 1974, Việt Nam là nước đầu tiên của châu Á tham dự Olympic Toán quốc tế (IMO) cùng với Mỹ, tổ chức ở Cộng hòa dân chủ Đức. Mặc dù lần đầu xuất quân và chỉ có 5 thí sinh dự thi nhưng Việt Nam giành thành tích xuất sắc với một huy chương vàng, một bạc và hai đồng.
Huy chương vàng IMO đầu tiên của Việt Nam thuộc về Hoàng Lê Minh (học sinh lớp 10, khối chuyên toán A0 của Đại học Tổng hợp). Hai huy chương vàng tiếp theo của Việt Nam là Lê Bá Khánh Trình (trường Quốc học Huế) và Lê Tự Quốc Thắng (trường THPT chuyên Lê Hồng Phong, TP HCM). Điều thú vị là cả ba thí sinh này đều là người gốc Huế.
Thí sinh đầu tiên đạt điểm tối đa và cũng là duy nhất của Việt Nam tính đến nay đạt giải đặc biệt về lời giải đẹp là Lê Bá Khánh Trình. Anh đạt điểm tối đa 40/40 tại IMO 1979 tổ chức ở London (Anh) và được trao giải đặc biệt về lời giải bài toán hình học ngắn hơn đáp án và chỉ bằng kiến thức lớp 9.
Đội tuyển IMO 1974 của Việt Nam (cả chính thức và dự bị). Hàng đứng, trái qua phải là Hoàng Lê Minh, Đặng Hoàng Trung, Lê Tuấn Hoa, Đỗ Quang Bình, Vũ Đình Hòa. Hàng ngồi: Nguyễn Quốc Thắng, Vũ Đức Hoàn, Tạ Hồng Quảng, Nguyễn Bá Thi.
Trong 41 năm dự thi, có 9 học sinh xuất sắc của Việt Nam giành được điểm tuyệt đối của IMO. Đó là Lê Bá Khánh Trình (1979), Lê Tự Quốc Thắng (1982), Đàm Thanh Sơn (1984), Ngô Bảo Châu (1988), Đinh Tiến Cường (1989), Ngô Đắc Tuấn (1995), Đỗ Quốc Anh (1997), Lê Hùng Việt Bảo (2003), Nguyễn Trọng Cảnh (2003).
Trần Trọng Hùng và Phan Phương Đạt là hai thí sinh đầu tiên của Việt Nam tham dự hai kỳ IMO liên tiếp (năm 1987 và 1988). Trần Trọng Hùng đạt 2 huy chương bạc, còn Phan Phương Đạt đạt một bạc, một đồng.
Tám học sinh hai lần được huy chương vàng liên tiếp là Ngô Bảo Châu (1988-1989), Đào Hải Long (1994-1995), Ngô Đắc Tuấn (1995-1996), Vũ Ngọc Minh (2001-2002), Lê Hùng Việt Bảo (2003-2004), Phạm Tuấn Huy (2013-2014), Nguyễn Thế Hoàn (2014-2015) và Vũ Xuân Trung (2015-2016).
Cho đến nay, Nguyễn Tiến Dũng vẫn là thí sinh nhỏ tuổi nhất tham gia IMO. Đó là năm 1985, khi chưa tròn 15 tuổi, anh đã giành huy chương vàng với số điểm 35/42.
Phan Vũ Diễm Hằng là nữ thí sinh đầu tiên của Việt Nam. Chị tham dự IMO 1975 và đạt huy chương đồng. Tính đến IMO 2017, Việt Nam có 11 nữ thí sinh tham dự IMO và đều giành huy chương, trong đó có 5 bạc, 6 đồng. Nguyễn Thị Thiều Hoa là nữ thí sinh đầu tiên của Việt Nam đạt huy chương bạc IMO. Chị đạt thành tích này tại IMO 1976.
Một gia đình có ba người dự thi IMO là Hà Huy Minh (huy chương đồng IMO 1989) và Hà Huy Tài (giải bạc IMO 1991) là cặp anh em con chú con bác duy nhất từng tham dự IMO. Trong gia đình này còn có người chú Hà Huy Bảng từng tham dự IMO 1976 (nhưng không đạt giải).
Có một trường hợp họ hàng khác cùng giành giải bạc IMO là Trần Nam Dũng (cậu), giải bạc IMO 1983 và Lê Nam Trường (cháu), giải bạc IMO 2006. Trần Nam Dũng là người giành huy chương IMO đầu tiên của Quảng Nam - Đà Nẵng, còn Lê Nam Trường là thí sinh giành huy chương IMO đầu tiên của Hà Tĩnh (quê nội của Lê Nam Trường và quê ngoại của Trần Nam Dũng).
Có hai thí sinh Việt Nam dự IMO không học trong hệ thống trường chuyên là Chế Quang Quyền, bằng danh dự IMO 1985 (học sinh trường THPT Long Thành, Đồng Nai) và Võ Văn Huy, huy chương đồng IMO 2011 (học sinh trường THPT Lê Hồng Phong, huyện Tây Hòa, tỉnh Phú Yên).