Täytä seuraava lause: Elokuussa 2012 Belmonte voitti kaksi hopeamitallia Lontoon kesäolympialaisissa. Hän voitti ensimmäisen kerran hopeamitalin
200 metrin perhonen. Se oli hänen ensimmäinen olympiamitalinsa, Espanjassa syntynyt nainen voitti ensimmäisen olympiamitalinsa uimisessa, ja Espanja voitti ensimmäisen medalinsa missä tahansa urheilulajissa vuoden 2012 kesäolympialaisissa. Hänen toinen mitali oli myös hopeamitali, tällä kertaa 800 metrin vapaasti renkaissa 15-vuotiaan Katie Ledeckyn jälkeen ja maailmanennätyksen haltijan Rebecca Adlingtonin edellä. Hänestä tuli ensimmäinen espanjalainen uimari, joka voitti kaksi olympiamitallia.