Scrivi una continuazione per questo paragrafo - Alle Olimpiadi estive del 2012, Felix ha gareggiato in quattro eventi: 100 metri
, 200 metri, 4 × 100 metri di staffetta e 4 × 400 metri di staffetta, piazzandosi quinta nei 100 metri e vincendo l'oro negli altri tre, diventando così la prima donna americana a vincere tre medaglie d'oro in atletica leggera alle Olimpiadi dai tempi di Florence Griffith-Joyner alle Olimpiadi estive del 1988. Nella sua prima finale, la finale dei 100 metri, si è classificata quinta con un record personale di 10,89 secondi. La finale dei 200 metri, una gara che ha perso due volte alle Olimpiadi estive del 2004 e del 2008 contro la rivale giamaicana Veronica Campbell-Brown, si è rivelata il suo terzo tentativo di successo, vincendo in 21,88 secondi, superando un campo accatastato che includeva Campbell-Brown, la medaglia d'oro ai 100 metri olimpici del 2012 Shelly-Ann Fraser-Pryce, la medaglia d'argento ai 100 metri olimpici del 2012 Carmelita Jeter e la medaglia d'oro ai 400 metri olimpici del 2012 Sanya Richards-Ross. Felix è partita dai blocchi con un inizio sorprendentemente forte ed era alla pari con gli atleti giamaicani che uscivano dalla curva prima di allontanarsi negli ultimi 50 metri per conquistare la sua tanto attesa medaglia d'oro individuale olimpica. Shelly-Ann Fraser-Pryce ha vinto l'argento e la compatriota americana Carmelita Jeter ha preso la medaglia di bronzo.