2012ko Londresko Udako Olinpiar Jokoetan, berriro ere estatubatuar errekorra hautsi zuen eta Olinpiar errekorra ezarri zuen, 56,25 segundoko denborarekin 100 metroko tximeleta saioan. 100 metroko tximeleta finalean, urrezko domina irabazi zuen eta munduko errekor berria ezarri zuen 55.98ko denborarekin. Vollmerrek 4x200 metroko estilo askearen erreleboan ere parte hartu zuen.
-Ez da izango. Bigarren etapa igeri egin zuen 1:56.02ko denborarekin, AEBetako taldeak urrea lortu zuen 7:42.92ko denborarekin. Bere azken proban, 4×100 metroko erreleboan, Vollmerrek beste urrezko bat irabazi zuen Missy Franklin, Rebecca Soni eta Allison Schmitt-ekin. Tximeleta hanka igeri eginez, Vollmerrek 55.48ko denbora partziala erregistratu zuen, AEBetako taldeak mundu errekor berria ezarri zuen 3:52.05eko denborarekin, 2009an Txinak ezarritako 3:52.19ko aurreko errekorra hobetuz.