2012 m. JAV olimpinėse varžybose Omahoje (Nebraska) Hansenas laimėjo 100 metrų krūtininkystės finalą, todėl jis gavo teisę plaukioti tame renginyje ir 4 × 100 metrų medley stotį 2012 m. Vasaros olimpinėse žaidynėse. Jis taip pat varžėsi 200 metrų krūtinėmis ir užėmė ketvirtą vietą. 2012 m. Londono vasaros olimpinėse žaidynėse Hansen užėmė trečią vietą 100 metrų krūtininkystės lenktynėse už bronzinį medalį ir laimėjo auksą medalį kaip laimėjusios JAV komandos narys.
4x100 metrų medley švaistė. Pasibaigus žaidynėms, Hansenas nusprendė, kad 2012 m. olimpinės žaidynės bus jo paskutinės, ir atsistatydino iš plaukimo sporto.