Felix ging op 10 augustus 2012 weer op de baan, als onderdeel van de 4 × 100 meter staf van de vrouwen.
Tianna Madison, Bianca Knight en Carmelita Jeter. Het viertal won met een tijd van 40,82 seconden, waarmee het wereldrecord van 41,37 seconden, dat Oost-Duitsland in oktober 1985 had ingesteld, werd gebroken. Op de laatste avond van de atletiekwedstrijden, 11 augustus 2012, liep Felix een 48,2-seconden leg op het Amerikaanse vrouwen 4 × 400 meter relay team met DeeDee Trotter, Francena McCorory en Sanya Richards-Ross, winnen in een tijd van 3:16.87, de derde snelste tijd in de Olympische geschiedenis achter de Sovjet-Unie en de Verenigde Staten op de Olympische Zomerspelen van 1988, en de vijfde snelste tijd in het algemeen, tot op dat moment.