A 2012-es nyári olimpiai játékokon, a harmadik fordulóban
A női 400 méteres egyéni medleyben 4:31.73-ra úszott, ami két másodperccel jobb, mint a korábbi legjobb ideje a 2010-es Ázsiai Játékokon. A döntőben aranyérmet nyert és megdöntötte a világrekordot (amelyet Stephanie Rice tartott a 2008-as nyári olimpiai játékok óta) 4:28.43 idővel, további három másodperccel javítva az utolsó 50 métert 28,93 másodperc alatt. Ye időszaka az utolsó 50 méternél összehasonlították Ryan Lochte-éval, a megfelelő férfi verseny győztese, aki egy másodperc ötödével lassabban úszott 29,10-ben. Ez dopping vádakhoz vezetett Ye ellen. A kommentátorok azonban rámutattak arra, hogy ez a két időszámítás félrevezető. Lochte teljes időszaka 23,25 másodperccel, 4:05.18-kal volt gyorsabb Ye-nél, és mind a nyolc finalista időszaka a férfi 400 méteres IM-ben legalább 10 másodperccel volt gyorsabb Ye-nél. Amikor Lochte eltalálta a versenyen a szabad stílusú szakaszt, kényelmesen vezetett az ellenfelei felett, míg Ye még mindig egy testhosszúságnyi távolságra volt az amerikai úszó Elizabeth Beisel mögött a versenyen. Phil Lutton, a "Brisbane Times" sportcikkének szerkesztője megjegyezte, hogy Ye-nek "meg kellett ütnie a gyújtógépet, hogy a Beisel mellett haladjon". A Kansas Egyetem két kutatója 2600 úszó teljesítményének adatelemzésével Ye javulását nem találta szokatlannak.