Täytä seuraava lause: Lontoon olympialaisissa Fraser-Pryce voitti 100 metrin erän ja puolifinaalin 11,00 sekunnissa ja 10,85 sekunnissa. Hän pääsi finaaliin toiseksi nopeimpana Carmelita Jeterin jälkeen, joka juoksi 10,83 sekuntia jokaisessa kierroksessa. 100 metrin finaalissa Fraser-Pryce oli nopein blokkeista, kun Jeter seurasi häntä läheltä, ja lopulta hän nojautui maaliin tiukalla voitolla puolustaakseen tittelini. Hänen 10,75 sekunnin aika oli toiseksi nopein olympiakisojen historiassa tuolloin, kun taas kilpailu itse oli nopein olympiakisojen 100 metrin finaali, jossa kuusi naista oli alle 11 sekuntia. Jeter voitti hopean kauden parhaalla 10,78 sekunnissa, nopeimmassa olympialaisten historian toiseksi, ja Campbell-Brown voitti pronssin 10,81 sekunnissa. Fraser-Pryce liittyi amerikkalaisten Wyomia Tyusin (1964, 1968) ja Gail Deversin (1992, 1996) joukkoon ainoina naisina, jotka puolustivat olympiakisojen 100 metrin mestaruutta. Päiviä myöhemmin 200 metrin finaalissa Fraser-Pryce laski henkilökohtaisen ennätyksensä 22,09 sekuntiin. Hän ei kuitenkaan pystynyt ylittämään Allyson Felixiä, joka otti kultaa 21,88 sekunnissa. Fraser-Pryce voitti myöhemmin toisen hopeamitalin
4 × 100 m: n risteily, joka juoksee Campbell-Brownin, Sherone Simpsonin ja Kerron Stewartin rinnalla. Heidän aikaansa 41,41 sekuntia oli uusi jamaikalainen ennätys, mutta selvästi Yhdysvaltojen maailmanennätystä 40,82 sekuntia.