2012 m. Londono vasaros olimpinėse žaidynėse Hardy laimėjo savo pirmąjį olimpinį medalį - bronzą 4 × 100 metrų laisvosios stiliaus lenktynėse su Missy Franklin, Lia Neal ir Allison Schmitt, kai JAV komanda užėmė trečią vietą už Australijos ir Nyderlandų komandų. Antrąją etapą plaukdamas Hardy suskirstė 53,53 sekundes ir komanda baigė bendrą laiką 3:34.24, Amerikos rekordas. Ji taip pat laimėjo auksinį medalią, plaukdama laimėjusios JAV komandos varžybose 4×100 metrų medley štafetės preliminaruose etapuose. Dviose individualiose lenktynėse ji baigė septintąją 50 metrų laisvo stiliaus lenktynių kategorijoje.
ir aštuntoji 100 metrų laisvu stiliumi.