Írj folytatást erre a bekezdésre - A 2012-es londoni nyári olimpiai játékokon ismét megdöntötte az amerikai rekordot, és olimpiai rekordot állított fel 56.25 másodpercvel a 100 méteres pillangófutáson
A kvalifikációs mérkőzés. A 100 méteres pillangós döntőben aranyérmet nyert és új világrekordot állított fel 55.98 idővel. Vollmer a 4×200 méteres szabad stílusú sztaféban is részt vett. A második szakaszt 1:56.02 idővel úszta, az amerikai csapat pedig 7:42.92 idővel nyerte meg az aranyat. A 4×100 méteres medley-relében Vollmer újabb aranyat nyert Missy Franklin, Rebecca Soni és Allison Schmitt mellett. A pillangó lábát úszva, Vollmer 55,48-os időszakot rögzített, mivel az amerikai csapat új világrekordot állított fel 3:52,05 idővel, javítva a korábbi rekordot, amely 3:52,19 volt, amelyet Kína állított fel 2009-ben.