Completa la següent frase: Per als Jocs Olímpics d'estiu de 2012, Sun va ser considerat un dels favorits en els 400 metres i
1500 metres d'estil lliure, així com un competidor en els 200 metres d'estil lliure. En el seu primer esdeveniment, els 400 metres d'estil lliure, va guanyar la medalla d'or amb un temps de 3:40.14, trencant el rècord olímpic anteriorment en mans d'Ian Thorpe i convertint-se en el primer nadador masculí xinès en guanyar una medalla d'or als Jocs Olímpics. El seu temps també va ser el tercer més ràpid de la història, a 0,07 segons del rècord mundial, i va establir un nou rècord asiàtic. Després d'un dia de recuperació, Sun va competir als 200 metres d'estil lliure. Va guanyar una medalla de plata a la final, empatant amb Park Tae-hwan amb un temps de 1:44.93, un nou rècord nacional. El dia següent, Sun va nadar la cama d'ancora en el releu d'estile lliure de 4 × 200 metres per ajudar a l'equip xinès a guanyar el bronze, la primera medalla olímpica de la Xina en un esdeveniment de releu masculí.