2012ko Londresko Udako Olinpiar Jokoetan, Sjöströmek lau norbanako probatan lehiatu zuen, eta 50 m estilo askearen finalerdietara iritsi zen.
, 100 m estilo askean eta 200 m estilo askean, eta 100 m tximeleta finalean laugarren sailkatu zen 57.17 denboran. Sjöströmen munduko errekorra Dana Vollmer estatubatuarrak hautsi zuen lasterketa honetan. 2015ean, ordea, Sjöströmek munduko errekorra berreskuratu zuen Kazaneko Munduko Txapelketan bi aldiz hobetuz.