Viết tiếp cho đoạn này - Muffat đủ điều kiện tham gia ba môn thể thao tại Thế vận hội Mùa hè 2012 ở London. Cô đã giành huy chương vàng trong 400 m tự do với kỷ lục Olympic mới, cũng như huy chương bạc trong sự kiện 200 m tự do. Ngoài ra, cô ấy 4 × 200 m tự do
đội đã giành huy chương đồng với thời gian 7:47.49. Camille Muffat (1:55.51); Charlotte Bonnet (1:57.78); Ophélie-Cyrielle Étienne (1:58.05); Coralie Balmy (1:56.15) Do đó, cô đã sánh ngang với thành tựu Olympic 2004 của Laure Manaudou với một huy chương vàng, một huy chương bạc và một huy chương đồng, và cũng trở thành người Pháp thứ ba sau Micheline Ostermeyer và Manaudou giành được ba huy chương trong một Thế vận hội Olympic mùa hè hoặc mùa đông.