Vuonna 2012 Omahassa (Nebraska) pidetyssä USA:n olympiakisoissa Anderson pääsi ensimmäistä kertaa USA:n olympiajoukkueeseen, kun hän tuli kuudenneksi 200 metrin vapaasti uimalla 1:58.40:n ajan kanssa, mikä oikeutti hänet uimaan 4x200 metrin vapaasti uimalla Yhdysvaltain rallijoukkueen jäsenenä. Vuonna 2012 Lontoon kesäolympialaisissa hän uimasi voittaneelle USA:n joukkueelle naisten 4x200 metrin vapaan tyylin risteyksessä.
ja ansaitsi kultamitalin. Andersonin sisar Haley voitti hopeamitalin 10 kilometrin avoveden maratonissa vuoden 2012 olympialaisissa.