Viết tiếp cho đoạn này - Tại Thế vận hội Mùa hè 2012 ở Luân Đôn, Thoman đã giành huy chương Olympic đầu tiên của mình, một huy chương bạc, trong môn chạy lưng 100 mét
. Trong trận chung kết, Thoman đứng thứ hai sau người Mỹ Matt Grevers với thời gian 52,92. Ông cũng giành huy chương vàng bơi lội chân đằng sau cho đội tuyển Hoa Kỳ chiến thắng trong vòng sơ tuyển của cuộc thi tiếp sức 4 × 100 mét.