2012年夏季奧運會上,菲利克斯參加四個賽事: 100 米,200 米,4 × 100 米接力賽
佢喺100米跑中排第五,喺其他三場跑中贏得金牌,成為美國第一位喺奧運會贏得三個金牌嘅女子,自從佛羅倫斯·格里菲斯-喬納喺1988年夏季奧運會之後. 喺佢第一個決賽,即 100 米決賽, 佢以 10.89 秒嘅個人成績排第五. 200米決賽,佢喺2004年同2008年夏季奧運會兩次輸給牙買加的競爭對手,Veronica Campbell-Brown, 證明咗佢係成功嘅第三次嘗試,佢贏得咗21.88秒,超越咗一個<unk>嘅場,其中包括Campbell-Brown,2012年奧運100米金牌得主Shelly-Ann Fraser-Pryce,2012年奧運100米銀牌得主Carmelita Jeter,同2012年奧運400米金牌得主Sanya Richards-Ross. 菲利克斯開跑得出奇 佢同牙買加隊伍嘅隊員<unk>埋一齊 喺最後一刻,佢擊退前五十米 贏咗佢期待已久嘅奧運金牌 雪莉-安. 弗雷泽-普赖斯 (Shelly-Ann Fraser-Pryce) 获得银牌,美国同胞卡梅利塔. 杰特 (Carmelita Jeter) 获得铜牌.