2012 m. vasaros olimpinėse žaidynėse Londone ji vėl sulaužė Amerikos rekordą ir įkūrė olimpinį rekordą, susilaukusi 56,25 sekundės per 100 metrų vėžlių kvalifikacinę varžybas. Per 100 metrų pertraukos finalą ji laimėjo aukso medalį ir užfiksavo naują pasaulio rekordą - 55,98 sekundės. Volmeris taip pat varžėsi 4 × 200 metrų laisvosios stiliaus štafetėje
- Taip. Antrąją etapą ji baigė 1:56.02, o JAV komanda nugalėjo auksą 7:42.92. Paskutinėje varžybose, 4×100 metrų medley štafete, Vollmer laimėjo dar vieną auksą su Missy Franklin, Rebecca Soni ir Allison Schmitt. Volmeris, plaukdamas su vėžliu, suskirstė laiką 55.48, o JAV komanda užfiksavo naują pasaulio rekordą - 3:52.05, gerinant ankstesnį Kinijos 2009 m. 3:52.19 rekordą.