Paltrinieri voitti maaliskuussa 2012 800 metrin vapaasti vedon italialaisen mestaruuden, ja kaksi kuukautta myöhemmin hän jätti kaikki jälkeensä Euroopan mestaruuskilpailussa.
Debrecenissä voitti kuuluisat unkarilaiset Gergő Kisin ja Gergely Gyurtan 1500 metrin juoksussa. Hänen aika 14:48.92 oikeutti hänet olympialaisiin ja oli tuolloin vuoden toiseksi nopein 1500 metrin uinti, rikkoen mestaruusennätyksen. Stefano Morini valmentaa häntä. Vuoden 2012 kesäolympialaisissa 17-vuotias italialainen pääsi ensimmäiseen olympialaisfinaaliinsa neljänneksi nopeimman ajan 14:50,11:n kanssa. Finaalissa hän oli viidenneksi 14:51,92:ssa.