Bij de Olympische Zomerspelen 2012 in de derde helft van de 400 meter individuele medley voor vrouwen
Ze zwom 4:31.73, een verbetering van twee seconden ten opzichte van haar vorige beste tijd op de Aziatische Spelen 2010. In de finale won ze de gouden medaille en brak ze het wereldrecord (gehouden door Stephanie Rice sinds de Olympische Zomerspelen van 2008) met een tijd van 4:28.43, een verbetering van nog eens drie seconden, waarbij ze de laatste 50 meter zwom in 28,93 seconden. Ye's tijd op de laatste 50 meter werd vergeleken met die van Ryan Lochte, de winnaar van het bijbehorende evenement voor mannen, die het net minder dan een vijfde van een seconde langzamer zwom in 29.10. Dit leidde tot beschuldigingen van doping tegen Ye. Maar commentatoren wijzen erop dat deze twee keren misleidend waren. De totale tijd van Lochte was 23,25 seconden sneller, 4:05.18, dan die van Ye, en de tijden van alle acht finalisten in de mannen 400 m IM waren ten minste 10 seconden sneller dan die van Ye. Toen Lochte de freestyle-leg van de race raakte, had hij een comfortabele voorsprong op zijn tegenstanders, terwijl Ye op dat moment nog steeds een lichaamslengte achter de Amerikaanse zwemmer Elizabeth Beisel lag. Phil Lutton, sportredacteur van de "Brisbane Times", merkte op dat Ye "de branders moest raken om langs Beisel te rijden". Uit een analyse van de prestaties van 2600 zwemmers door twee onderzoekers van de Universiteit van Kansas blijkt dat Ye's verbetering niet ongewoon is.