Completa la seguente frase: Alle Olimpiadi estive del 2012 a Londra, Schmitt ha vinto un totale di cinque medaglie: tre d'oro, una d'argento e una di bronzo. Nel suo primo evento, la staffetta 4 × 100 metri stile libero, Schmitt ha vinto il bronzo con Missy Franklin, Jessica Hardy e Lia Neal, con la squadra degli Stati Uniti che ha finito terza dietro le squadre di staffetta femminili dell'Australia e dei Paesi Bassi. Nuotando la gamba dell'ancora, Schmitt ha una divisione di 53.54 secondi e la squadra ha finito con un tempo totale di 3:34.24, un record americano. Schmitt ha vinto la prima medaglia olimpica individuale della sua carriera, una medaglia d'argento, nei 400 metri stile libero, e così facendo, ha stabilito il record americano per l'evento. Il suo tempo di 4:01.77 era solo 0.32 secondi dietro alla vincitrice Camille Muffat. Nel suo secondo e ultimo evento individuale, il 200 metri stile libero, Schmitt ha vinto l'oro stabilendo un nuovo record olimpico di 1: 53.61, che era anche un nuovo record americano. Nella gara, Schmitt vinse con un margine di 1,97 secondi su Muffat. Nel
Staffetta 4 × 200 metri stile libero, Schmitt ha guadagnato il suo secondo oro dopo aver superato l'australiana Alicia Coutts e aver superato il campo con una divisione di 1: 54.09 come gamba di ancoraggio. Anche nella squadra vincente della staffetta 4 × 200 metri c'erano Missy Franklin, Dana Vollmer e Shannon Vreeland. Nel suo evento finale, la staffetta a medaglia 4 × 100 metri, Schmitt ha vinto l'oro con Missy Franklin, Rebecca Soni e Dana Vollmer. Nuotando la gamba freestyle, Schmitt ha registrato un tempo di 53,25 e la squadra americana ha stabilito il record mondiale con un tempo di 3:52,05, migliorando il record cinese di 3:52,19 stabilito nel 2009.