Vuonna 2012 Omahassa Nebraskassa pidetyssä USA:n olympiakisoissa, USA:n olympiajoukkueen valintakilpailussa, Hansen voitti 100 metrin rintakilpailun finaalin, jolloin hän pääsi uimaan kyseisessä kisoissa ja 4×100 metrin risteyksessä vuoden 2012 kesäolympialaisissa. Hän kilpaili myös 200 metrin rintakilpailussa ja tuli neljänneksi. Vuonna 2012 Lontoon kesäolympialaisissa Hansen sijoittui kolmanneksi 100 metrin rintajuoksussa pronssimitalin saamiseksi ja voitti kultamitalin voittavan Yhdysvaltain joukkueen jäsenenä 4 × 100 metrin rintajuoksussa.
- Mitä? Pelien päätyttyä Hansen päätti, että vuoden 2012 olympialaiset olisivat hänen viimeinen ottelunsa, jolloin hän vetäytyi uimasta.