Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Den fyrafaldiga olympiska guldmedalj vinnaren tillfrågade flest röster bland de 542 medlemmarna i det brittiska laget.
Den 36-åriga cyklisten bar också unionsflaggan vid avslutningsceremonin 2008 i Peking.
"Jag är helt glad och hedrad över att ha röstats som flaggbärare för Team GB", sade Sir Chris.
"Att leda ut ditt lag på ett hem OS är verkligen en gång i livet möjlighet och en som jag inte kan vänta med att uppleva på bara några dagar."
Andra olympier som fick stöd var bågskytt Alison Williamson, som kommer att tävla i sina sjätte spel.
Hoy, som kommer att tävla i laget sprint och keirin i London 2012, är den första cyklisten att ha äran att bära den brittiska flaggan vid en öppningsceremoni.
Scot kommer att leda ut Team GB när de blir den sista av 204 konkurrerande nationer att gå in på arenan.
Sir Chris Hoy var alltid en av de främsta kandidaterna för denna roll. Hans val var allt utom förseglat när sjöman Ben Ainslie, hans största rival, uteslöts. Ainslie börjar tävla på söndag, så kommer inte att delta i invigningsceremonin.
Sir Chris har redan fyra olympiska guldmedaljer och hoppas att ha ökat den summan till sex i slutet av spelen.
Hoy sa till BBC Radio 5 Live: "Jag är fortfarande i chock, allt sjunker in. Jag ser bara fram emot fredag.
"Att ha idrottarna rösta på dig det gör det ännu mer speciellt. Detta blir min första erfarenhet av en invigningsceremoni så av ett antal skäl kommer det att bli mycket speciellt."
Det har varit ett anmärkningsvärt par dagar för brittisk cykling följande
Brian Cookson, ordförande i British Cycling, sade till BBC Sport: " Just när man tror att det inte kan bli bättre så gör det det. Det är körsbäret på tårtan för British Cycling efter Bradley Wiggins framgång på söndag.
"Sir Chris är en lysande idrottare och en fantastisk ambassadör för cykelsporten. Hoy når sin potential precis vid rätt tidpunkt i sporten och förtjänar denna centrala roll i London 2012."
Hoy, som är Skottlands mest framgångsrika olympier, utsågs 2008 till BBC Sports Personality.
Han vann en silvermedalj vid OS i Sydney 2000, ett guld i Aten 2004 och ytterligare tre guld i Peking för fyra år sedan.
Team GB: s Chef de Mission Andy Hunt sade: "Team GB kunde inte ha placerat flaggan i bättre händer.
"Det är en stor ära för Sir Chris och laget kommer att vara stolta över att marschera bakom honom. Han är en fantastisk ambassadör för sin sport och sitt land."
Hoy kommer inte att tävla förrän andra veckan av spelen, när han kommer att försöka överträffa roddaren Sir Steve Redgraves brittiska rekord med fem guldmedaljer.
Den brittiska olympiska föreningen bad varje sport som var representerad i Team GB att nominera en kandidat. Lagledarna för varje sport röstade sedan på slutlistan.
Sir Chris Hoy har valts att bära flaggan för Storbritannien vid invigningen av London Games på fredag.