Írj folytatást erre a bekezdésre - A 2012-es londoni nyári olimpián Schmitt összesen öt érmet nyert: három arany, egy ezüst és egy bronz. Első versenyéjében, a 4×100 méteres szabadstílusú csapata, Schmitt bronzérmet nyert Missy Franklin, Jessica Hardy és Lia Neal-lel, az amerikai csapat harmadik helyen végzett az ausztrál és holland női csapata mögött. A horgony lábát úszva, Schmitt 53,54 másodpercre osztozott, és a csapat teljes idővel 3:34,24-re végzett, ez amerikai rekord. Schmitt megnyerte karrierje első olimpiai egyéni érmét, ezüstöt a 400 méteres szabad stílusban, és ezzel az esemény amerikai rekordját állította fel. 4:01.77-es időszaka csak 0.32 másodperccel volt Camille Muffat nyertes mögött. A második és utolsó egyéni versenyen, a 200 méteres szabad stílusban Schmitt aranyat nyert, miközben új olimpiai rekordot állított fel 1:53.61 -kal, ami szintén új amerikai rekord volt. A versenyen Schmitt 1,97 másodperc különbséggel nyert Muffat felett. A 4x200 méteres szabad stílusú váltóban
, Schmitt megszerezte a második aranyat, miután megelőzte az ausztrál Alicia Coutts-t, és a mezőny tetejére került 1:54.09-es megosztással, mint horgony láb. A győztes 4x200 méteres váltócsapaton Missy Franklin, Dana Vollmer és Shannon Vreeland is szerepelt. A 4×100 méteres medley-relében Schmitt aranyat nyert Missy Franklin, Rebecca Soni és Dana Vollmer mellett. A szabadon úszó versenyen Schmitt 53,25-es időt ért el, az amerikai csapat pedig 3:52,05-es idővel állította fel a világrekordot, javítva a kínaiak által 2009-ben rögzített 3:52,19-es rekordot.