2008年12月18日，国际奥委会宣布向各国家奥委会发出邀请，开展了申办是届运动会的程序。随着俄罗斯莫斯科表示会申办外；塞尔维亚贝尔格莱德、印度新德里、法国鲁昂、图卢兹及敦刻尔克三个城市均有意申办。

2009年2月3日，国际奥委会收到中国、印度尼西亚、波兰、摩洛哥、墨西哥，以及土耳其等国家奥委会提交的申办意向书。

国际奥委会称，这6个国家中，中国南京、印度尼西亚首都雅加达、波兰波兹南已宣布申办本届青年夏季奥运会，其他三个国家的奥委会还没有决定由本国哪个城市申办，请求给予更多时间研究决定。国际奥委会提出必须在2009年4月1日之前递交申办城市名单。

按照国际奥委会公布的申办程序，所有申办城市须在2009年9月4日前递交正式的申办报告，国际奥委会执行委员会于2009年12月份宣布最终的候选城市，2010年在加拿大温哥华举行的国际奥委会第122次全会上将宣布最终获选城市。

2010年2月10日，国际奥委会在加拿大温哥华召开第122次全会，投票选出南京作为2014年第2届夏季青年奥林匹克运动会的承办城市。

2010年7月底，南京市委、市政府出台《关于“办好青奥会 建设新南京”的意见》，为2014年青奥会创造良好的城市设施、服务和保障条件。

2010年8月，首届青奥会在新加坡举行。南京选派的50名青奥工作人员全面深入新加坡青奥组委会体育竞赛、文化教育、市场开发、人力资源等各个部门，在赛事组织运行和管理方面积累了宝贵经验。在26日的闭幕式上，南京市市长季建业从国际奥委会主席罗格手中接过奥运五环旗，这意味着，青奥会已进入“南京时间”。

2010年8月27日下午2:10，国际奥委会主席雅克·罗格乘坐专机由新加坡飞抵南京，开始为期三天的考察访问。

2010年8月28日，第二届夏季青奥会筹备工作汇报会在宁举行。国际奥委会主席雅克·罗格，省长罗志军出席汇报会并致辞。

2010年9月29日，“世界步行日”，3000多名市民在明城墙下步行迎接青奥会。

2010年10月10日，第二届夏季青年奥运会组委会成立大会在南京隆重举行。南京青奥会组委会顾问、国家体育总局局长、中国奥委会主席刘鹏，组委会顾问、时任江苏省委书记、省人大常委会主任梁保华共同为南京青奥会组委会揭牌。当天，开通南京青奥会官方网站。

2010年10月26日，南京青奥会面向海内外征集南京青奥会口号和会徽。

2010年11月16日至11月18日，国际奥委会南京技术会议在金陵江滨会议中心举行。时任江苏省委常委、南京市委书记、南京青奥会组委会执行主席朱善璐会见了参会的国际奥委会青奥会主任艾萨·加布里埃尔一行，并对此次会议和青奥筹备工作提出了要求和指导意见。时任南京青奥委常务秘书长、副市长陆志鹏出席了本次技术会议，南京青奥委有关负责人向国际奥委会官员汇报了南京青奥会筹办工作情况和未来工作构想。

这是国际奥委会和南京青奥组委会之间的第一次技术会议，3天的会议安排极为紧凑，双方就南京青奥会基础计划（草案）等诸多方面进行了15场专题对接会，其中包括竞赛计划、场馆规划、宣传计划、文化教育活动方案等。

2010年12月28日，第二届青年奥运会组委会挂牌仪式在南京市人民政府礼堂前举行。 

2011年1月1日，奥林匹克会旗南京传递正式启动。在接下来6个月内，会旗将深入南京13个区县传递。

2011年1月18日至19日，新加坡青奥会总结会在南京举行，新加坡青奥组委会相关负责人详细介绍了筹办首届青奥会过程中的经验和得失。

2011年1月，南京市第14届人民代表大会第四次会议批准通过的南京“十二五”规划纲要，把筹办青奥会列为重要内容。

2011年1月31日，南京市举行“迎青奥志愿服务行动”启动仪式。

2011年2月11日，在南京成功申办青奥会一周年纪念日到来之际，南京青奥村奠基仪式在南京河西新城隆重举行。时任青奥组委执行主席、省委常委、南京市委书记朱善璐，青奥组委副主席、江苏省副省长曹卫星，青奥组委副主席、南京市市长季建业等为奠基培土。

2011年3月17日，南京青奥组委执行主席办公会第一次会议在宁举行。本次会议标志着南京青奥会组委会工作由基础规划阶段转向战略规划阶段。

2011年5月19日晚，南京第二届青年奥林匹克运动会会徽公布。

2011年11月19日晚，倒计时1000天庆祝活动开始，青奥口号发布“分享青春、共筑未来”。

2011年11月20日上午10:00，第一届南京青年奥林匹克文化节开幕式暨青少年户外嘉年华在南京绿博园隆重举行。

2012年7月，国际奥委会29日在伦敦正式授权新华通讯社为2014年南京青奥会东道主通讯社并负责组建国家奥林匹克摄影服务队。授权签约仪式在伦敦奥运会主新闻中心举行。

2012年8月16日，南京举行青奥会倒计时两周年晚会。

2012年8月20日17：00—18：15，执行主席杨卫泽接受新华网访谈，围绕青奥激励三代人、南京青奥理念阐述、南京城市发展、青奥特点以及青奥遗产等热点话题，与网民展开在线互动交流。

2012年9月13日，南京玄武湖公园，第二届南京青年奥林匹克文化节开幕。

2012年10月16日，腾讯签约南京青奥会，成为独家网络合作伙伴。

2012年11月29日，南京青奥吉祥物发布。国际奥委会主席雅克罗格发来贺信。当晚的吉祥物发布会邀请中国游泳健将孙杨等奥运冠军出席。

2013年1月，南京青奥组委先后发布公告，征集电动车类、媒体类、床上用品类、卫浴类、保险类赞助企业以及特许生产和零售企业。

2013年1月，罗格再次访问南京全面考察青奥会筹备工作。

2013年2月，亚青、青奥会文化体育交流活动在香港拉开序幕。南京在澳门举行文创产业交流暨青奥亚青推介。

2013年2月，国家批准青奥会、亚青会、东亚会将享受免营业税等优惠。

2013年2月至6月，南京青奥组委先后发布公告，征集票面外观设计方案、官方制服设计方案、主形象宣传片剧本，征集物流仓储类、航空类、调味品类赞助企业、地理信息系统供应商、办公类物品定点采购单位。

2013年4月，国际帆船联合会来宁考察。德国青年体育联合会代表团拜会南京青奥组委。南京青奥组委派员赴俄罗斯索契参加国际体育记者协会年会，展示南京青奥会。索契将是2014年冬季奥林匹克运动会的主办城市。

2013年4月3日，由腾讯公司赞助建设的新版南京青奥会官方网站对外发布。

2013年5月12日，第二届南京青年奥林匹克文化节开幕。

2013年5月，“撑杆跳女皇”、俄罗斯奥运冠军依辛巴耶娃担任南京青奥会大使。

2013年10月15日，南京青奥会赛会志愿者招募工作启动。

2013年10月21日，国际奥委会任命魏圣美为南京青奥会大使。

2013年11月18日，新任国际奥委会主席巴赫在南京考察青奥会的筹备情况。

2013年12月20日，国际奥委会宣布南京青奥会奖牌设计大赛获胜者，南京青奥会奖牌出炉。

2013年12月20日，南京青奥会主题歌征集评选活动启动。

2014年1月22日，南京青奥组委会公布青奥会票务政策，发布门票票样。

2014年8月11日，中国国务院发布消息宣布国家主席习近平于2014年8月16日出席第二届夏季青年奥林匹克运动会开幕式。应习主席邀请，布隆迪总统恩库伦齐扎、斐济总统奈拉蒂考、马尔代夫总统亚明、黑山总统武亚诺维奇、新加坡总统陈庆炎、瓦努阿图总理纳图曼和联合国秘书长潘基文出席开幕式。此外，联合国秘书长潘基文于开幕式当天会见国际奥委会主席巴赫。 

2014年南京青奥会的竞赛项目主要是参考2012年伦敦奥运会和2010年新加坡青奥会的项目设置，确定了28个竞赛项目，并且充分考虑了国际奥委会对2016年夏季奥运会增加项目设置的可能性，能够保证完成更多项目的竞赛组织工作。

南京青奥会的项目有28个大项、222个小项，大项包括：水上运动（跳水、游泳）、射箭、田径、羽毛球、篮球（3人制）、拳击、皮划艇、自行车（小轮车、山地自行车）、马术（障碍赛）、击剑、足球、体操、手球、曲棍球、柔道、现代五项、赛艇、帆船、射击、乒乓球、跆拳道、网球、铁人三项、沙滩排球、举重、摔跤（女子自由式摔跤、男子古典式摔跤）、高尔夫球、橄榄球等。

青奥会比赛将在“三大场馆区”的26个不同竞赛场馆进行。这些场馆大部分都举办过十运会和各类世界、洲际单项体育赛事，完全能满足青奥会需要。绝大部分场馆与南京青奥村、国际奥委会酒店、主媒体中心的距离基本在30分钟车程内。

青奥会比赛场馆“三大场馆区”分别为：奥体中心区、人文风景区和大学场馆区。比赛将在“三大场馆区”的15个不同竞赛场馆进行，场馆与南京青奥村、国际奥委会酒店、主媒体中心的距离基本在30分钟车程内。

在青奥会期间，除了可以乘地铁至南京地铁2号线奥体东站，南京地铁10号线奥体中心站、梦都大街站，到奥体中心观看开闭幕式、田径、体操、游泳、跳水等，乘地铁观看青奥会其他赛事，也十分方便。如南京地铁1号线玄武门站可达玄武湖，观看铁人三项比赛；南京地铁1号线南京交院站可达江宁体育中心，观看足球、手球等；南京地铁2号线钟灵街站可达南京体育学院，观看羽毛球等；南京地铁2号线、南京地铁10号线元通站可达南京国际博览中心，观看拳击、跆拳道、击剑等；南京地铁S8号线线金牛湖站可达金牛湖帆船赛场，观看帆船比赛。