Bij de Olympische Zomerspelen van 2012 in Londen, Villars gehandhaafd haar programma door zich te kwalificeren voor twee zwemwedstrijden. Ze behaalde FINA B-standaard entry tijden van 59.57 (100 m vlinder) van het Europees Kampioenschap.
in Debrecen, Hongarije, en 2:01.47 (200 m vrije stijl) van de Olympische proeven in Zürich. In de 100 m vlinder, Villars brak haar eigen Zwitserse record van 59,42 om een top zaad te delen in de tweede heat en een zesentwintigste plaats gelijkspel met de Spaanse Judit Ignacio Sorribes op de eerste dag van de Spelen. In de 200 m vrije stijl kwam Villars op de tweede plaats in de eerste heat met 1,06 seconden achter de Thaise Natthanan Junkrajang, buiten haar persoonlijke beste van 2:03.55. Villars slaagde er niet in om door te gaan naar de halve finale, omdat ze in de voorrondes eenendertigste werd.