Viết tiếp cho đoạn này - Tại Thế vận hội Mùa hè 2012 ở London, cô đã ghi lại thời gian tốt nhất cá nhân là 57,42 giây trong vòng bán kết của bướm 100 mét
và tiến vào vòng chung kết. Trong trận chung kết, cô đã bơi cuộc đua trong 57,48 trên đường đến vị trí thứ bảy. "Mục tiêu của tôi thực sự chỉ là vào chung kết, và một khi tôi đã có được nó chỉ là loại kem trên chiếc bánh có thể cạnh tranh trong trận chung kết", cô nhận xét. "Vì vậy tôi rất vui mừng. Tôi rất hài lòng với những gì mình đã làm". Sau đó, tại các trò chơi, cô đã bơi chân bướm của đoàn tiếp sức 4 × 100 mét cho đội tuyển Hoa Kỳ trong vòng thử nghiệm sơ bộ. Các đồng đội của cô đã giành chiến thắng trong trận chung kết, giúp Donahue giành huy chương vàng.