Det fyraåriga konstprogrammet på 127 miljoner pund startade 2008 och kulminerade med London 2012 Festival förra sommaren.
Festivalen inkluderade en rikstäckande klockringning, en hoppborg Stonehenge och en stråkkvartett i helikoptrar.
I september 2012 sades det i rapporten att 29 procent av den brittiska befolkningen var medveten om Olympiaden och festivalen.
Denna siffra steg till över 40 % i London, fortsatte den, och man trodde att 37,4 miljoner personer hade varit närvarande under de fyra åren.
Liverpool Universitys undersökning, som publicerades på torsdag, sade också att olympiaden bidrog till att öka uppfattningen om Storbritannien utomlands.
Men en konstexpert har ifrågasatt hur effektivt budskapet om London 2012 Festival kom över.
"Numren ljuger inte", säger Marc Sands, Tates chef för publik och media.
"Vast swaathes av den brittiska befolkningen och turister som besöker Storbritannien för den otroliga sommaren på något sätt upplevt London 2012 Festival.
"Men hur mycket de än har tyckt om den händelse de var närvarande, så är mitt bestående intryck att de var omedvetna om att de deltog i en festival.
"Sex månader efter slutet av London 2012, många människor tittar på dig blankt när du frågar dem om London 2012 Festival," Han fortsatte.
"De minns de olympiska spelen tydligt, men är lite luddigare om kulturfestivalen.
"När du frågar om de kulturella evenemang som utgjorde festivalen, minns de dem väl och med mycket tillgivenhet.
"Däri låg marknads dilemmat, en lucka för festivalens kommunikation och en utmaning som marknadsföringen borde ha löst."
Sands beställdes av arrangörerna av London 2012 för att ge sin personliga reflektion över 12-veckorsevenemanget.
Hans uppsats publicerades på torsdag tillsammans med den officiella utvärderingen av Kulturolympiaden, av University of Liverpool's Institute of Cultural Capital.
I rapporten sades att den olympiska publikens storlek - inklusive deltagare och volontärer - uppskattades till 43,4 miljoner, och ytterligare 204,4 miljoner nåddes genom sändningar och online-visningar.
Det stod att de miljontals gratisbiljetterna - festivalen krävde 15,4 miljoner "fria publik eller deltagare" - gjorde det möjligt för nya målgrupper, särskilt ungdomar, att delta i festivalevenemang.
Forskning visade att 19% av befolkningen och 84% av London 2012 Festival deltagare trodde att festivalen gjorde ett "positivt bidrag" till spelen.
I sin inledning till rapporten, Tony Hall, ordförande för Kulturolympiaden styrelse, sade festivalarrangörer hade hoppats att kulturprogrammet skulle vara "en game changer".
Avsikten, skrev han i sin inledning till rapporten, hade varit "att sätta konsten i centrum för själva spelen, att visa brittisk världsklass spetskompetens med höga ekonomiska insatser för att spela för kulturell turism och kreativa industrier".
"Kommuner över hela Storbritannien deltog med entusiasm, och majoriteten har inspirerats att fortsätta att njuta av kultur och kreativitet", fortsatte han.
Tidigare chef för Kungliga Operahuset och nu generaldirektör för BBC, Lord Hall tog över driften av Kulturolympiaden 2009.
Bland höjdpunkterna i festivalprogrammet i London 2012 fanns World Shakespeare Festival, Mark Rylances sonetter på London Underground, och Deborah Warners Peace Camp-projekt, som innehöll läger för glödande tält på avlägsna kuster.
Kulturolympiaden inkluderade också Unlimited - den största konstkommissionen någonsin av handikappade och döva konstnärer - under Paralympiska spelen.
Kulturminister Maria Miller beskrev händelserna föregående år som en "enorm framgång".
Hon talade vid lanseringen av rapporten på Londons Barbican och sade: "Kulturolympiaden inspirerade en hel generation att verkligen tänka på hur de deltar i kulturella evenemang och aktiviteter."
Kulturolympiad regissör Ruth Mackenzie sade att hon hade varit i Rio - där nästa OS kommer att äga rum under 2016 - för att diskutera med konstorganisationer "hur man sätter kulturen i centrum av spelen".
En officiell rapport om effekterna av London 2012 Cultural Olympiad säger att det uppnått en "hög" nivå av offentligt engagemang.