The United States' Serena Williams and Venus Williams defeated Spain's Anabel Medina Garrigues and Virginia Ruano Pascual in the final, 6–2, 6–0 to win the gold medal in Women's Doubles tennis at the 2008 Summer Olympics. In the bronze medal match, China's Yan Zi and Zheng Jie defeated Ukraine's Alona Bondarenko and Kateryna Bondarenko, 6–2, 6–2. This was the Williams sisters' second Olympic gold medal in Women's Doubles.

The tournament was held from 10 August to 17 August at the Olympic Green Tennis Centre in Beijing, China. The DecoTurf surface rendered the event a hardcourt tournament.

China's Li Ting and Sun Tiantian were the reigning gold medalists, but Li retired from tennis in 2007. Sun partnered with Peng Shuai, but they were defeated in the first round by Belarus' Olga Govortsova and Darya Kustova.

Gold	Serena Williams / Venus Williams  United States
Silver	Anabel Medina Garrigues / Virginia Ruano Pascual  Spain
Bronze	Yan Zi / Zheng Jie  China

	Semifinals							Final (gold medal match)
	8	Yan Zi (CHN)  Zheng Jie (CHN)	4	65
	4	Anabel Medina Garrigues (ESP)  Virginia Ruano Pascual (ESP)	6	77
								4	Anabel Medina Garrigues (ESP)  Virginia Ruano Pascual (ESP)	2	0
								2	Serena Williams (USA)  Venus Williams (USA)	6	6
	6	Alona Bondarenko (UKR)  Kateryna Bondarenko (UKR)	6	4	1
	2	Serena Williams (USA)  Venus Williams (USA)	4	6	6			Bronze medal match
								8	Yan Zi (CHN)  Zheng Jie (CHN)	6	6
								6	Alona Bondarenko (UKR)  Kateryna Bondarenko (UKR)	2	2

	First round							Second round							Quarterfinals							Semifinals
	1	S Kuznetsova (RUS)  D Safina (RUS)	6	3	7
		M Santangelo (ITA)  R Vinci (ITA)	1	6	5			1	S Kuznetsova (RUS)  D Safina (RUS)	6	6
		T Golovin (FRA)  P Parmentier (FRA)						IP	S Mirza (IND)  S Rao (IND)	4	4
	IP	S Mirza (IND)  S Rao (IND)	w/o												1	S Kuznetsova (RUS)  D Safina (RUS)	3	7	8
	IP	E Gagliardi (SUI)  P Schnyder (SUI)	6	6											8	Yan Z (CHN)  Zheng J (CHN)	6	5	10
	IP	E Daniilidou (GRE)  A Gerasimou (GRE)	0	4					E Gagliardi (SUI)  P Schnyder (SUI)	3	62
		D Hantuchová (SVK)  J Husárová (SVK)	1	69				8	Yan Z (CHN)  Zheng J (CHN)	6	77
	8	Yan Z (CHN)  Zheng J (CHN)	6	711																		8	Yan Z (CHN)  Zheng J (CHN)	4	65
	4	A Medina Garrigues (ESP)  V Ruano Pascual (ESP)	6	6																		4	A Medina Garrigues (ESP)  V Ruano Pascual (ESP)	6	77
		M Koryttseva (UKR)  T Perebiynis (UKR)	3	4				4	A Medina Garrigues (ESP)  V Ruano Pascual (ESP)	4	6	6
		S Stosur (AUS)  R Stubbs (AUS)	6	6					S Stosur (AUS)  R Stubbs (AUS)	6	4	4
		P Kvitová (CZE)  L Šafářová (CZE)	1	0											4	A Medina Garrigues (ESP)  V Ruano Pascual (ESP)	5	78	8
	IP	M Ani (EST)  K Kanepi (EST)	2	2											5	L Davenport (USA)  L Huber (USA)	7	66	6
		V Azarenka (BLR)  T Poutchek (BLR)	6	6					V Azarenka (BLR)  T Poutchek (BLR)	4	6	3
	IP	K Jans (POL)  A Rosolska (POL)	2	1				5	L Davenport (USA)  L Huber (USA)	6	4	6
	5	L Davenport (USA)  L Huber (USA)	6	6

	First round							Second round							Quarterfinals							Semifinals
	6	A Bondarenko (UKR)  K Bondarenko (UKR)	6	6
		M Domachowska (POL)  A Radwańska (POL)	3	2				6	A Bondarenko (UKR)  K Bondarenko (UKR)	6	6
		O Govortsova (BLR)  D Kustova (BLR)	77	77					O Govortsova (BLR)  D Kustova (BLR)	1	3
		S Peng (CHN)  T Sun (CHN)	61	63											6	A Bondarenko (UKR)  K Bondarenko (UKR)	6	3	7
		C Dellacqua (AUS)  A Molik (AUS)	4	4												F Pennetta (ITA)  F Schiavone (ITA)	1	6	5
		F Pennetta (ITA)  F Schiavone (ITA)	6	6					F Pennetta (ITA)  F Schiavone (ITA)	77	1	8
		A Cornet (FRA)  V Razzano (FRA)	62	77	5			3	Y-j Chan (TPE)  C-j Chuang (TPE)	61	6	6
	3	Y-j Chan (TPE)  C-j Chuang (TPE)	77	63	7																	6	A Bondarenko (UKR)  K Bondarenko (UKR)	6	4	1
	7	E Vesnina (RUS)  V Zvonareva (RUS)	2	6	6																	2	S Williams (USA)  V Williams (USA)	4	6	6
		N Llagostera Vives (ESP)  MJ Martínez Sánchez (ESP)	6	1	3			7	E Vesnina (RUS)  V Zvonareva (RUS)	6	6
	IP	T Obziler (ISR)  S Pe'er (ISR)	3	2				IP	G Dulko (ARG)  B Jozami (ARG)	2	3
	IP	G Dulko (ARG)  B Jozami (ARG)	6	6											7	E Vesnina (RUS)  V Zvonareva (RUS)	4	0
		A Morita (JPN)  A Sugiyama (JPN)	6	6											2	S Williams (USA)  V Williams (USA)	6	6
	IP	G Arn (HUN)  Á Szávay (HUN)	3	3					A Morita (JPN)  A Sugiyama (JPN)	5	2
		I Benešová (CZE)  N Vaidišová (CZE)	6	5	1			2	S Williams (USA)  V Williams (USA)	7	6
	2	S Williams (USA)  V Williams (USA)	4	7	6

• Draw^{[permanent dead link‍]}