Vier jaar na haar eerste Olympische wedstrijd kwalificeerde Steinegger zich voor haar tweede Oostenrijkse team, als 29-jarige, op de Olympische Zomerspelen 2012 in Londen, door een A-standaard tijd van 4:41.33 te behalen in de 400 m individuele medley.
Ik weet het. Ze daagde zeven andere zwemmers uit in de vierde heat, waaronder Hannah Miley uit Groot-Brittannië en de verdedigende olympische kampioen Stephanie Rice uit Australië. Ze eindigde slechts op de laatste plaats en 23e in het totaal met 0,19 van een seconde achter de Italiaanse Stefania Pirozzi, buiten haar Oostenrijkse recordtijd van 4:45.80. In haar tweede evenement, 200 m vrije stijl, raced Steinegger de tweede heat tegen zeven andere zwemmers, waaronder de viervoudige olympiër Camelia Potec van Roemenië (voormalig kampioen in 2004), en Hanna-Maria Seppälä van Finland (vierde plaats finalist in de 100 m vrije stijl in 2008). Ze eindigde slechts op de zesde plaats met 0,36 van een seconde achter de Slowaakse Katarína Filová in 2:02.39. Steinegger slaagde er echter niet in om door te gaan naar de halve finale, omdat ze in de voorrondes de negentiende plaats behaalde van 37 zwemmers.