Skryf 'n voortsetting vir hierdie paragraaf - In Augustus 2012 het Belmonte twee silwermedaljes gewen by die Olimpiese Somerspele 2012 in Londen. Die eerste medalje wat sy gewen het, was 'n silwermedalje in die 200-meter vlinderwedloop
Ek weet. Dit was nie net haar eerste Olimpiese medalje nie, dit was die eerste medalje wat 'n Spaanse vrou in swem by 'n Olimpiese Spele gewen het, en dit was die eerste medalje vir Spanje in enige sport by die 2012 Somer Olimpiese Spele. Haar tweede medalje was ook 'n silwer medalje, hierdie keer in die 800-meter vryslag agter die 15-jarige Katie Ledecky en voor die wêreldrekordhouer Rebecca Adlington. Sy het die eerste Spaanse swemster geword wat twee Olimpiese medaljes gewen het.