Kirjoita jatkossa tähän kappaleeseen - Hän aloitti puolustuksen olympialaisten henkilökohtaisessa takaa-ajossa, jossa hän pääsi neljän minuutin ja 15.031 sekunnin ajolla, rikkomalla oman olympialaiskorttinsa vuodelta 2004. Puolifinaalissa hän voitti venäläisen Alexander Serovin, ennen kuin hän voitti kultaa finaalissa Uuden-Seelannin Hayden Roulstonia vastaan ja hänestä tuli ensimmäinen ajaja, joka puolusti olympiakisojen takaa-ajo-tittelinsä menestyksekkäästi. Hän oli joukkueen jäsen.
joka rikkoi maailmanennätyksen 3 minuutin ja 55,202 sekunnin ajalla. Seuraavana päivänä joukkue voitti kultamitalin, voittaen Tanskan 6,7 sekunnin erolla ja uuden maailmanennätyksen kolmessa minuutissa ja 53,314 sekunnissa. Hän oli Cavendishin kanssa Madisonissa, ja maailmanmestareina he olivat suosikkeja kultamitalle, mutta he olivat vain yhdeksäntenä. Cavendishin mielestä Wiggins ei ollut tehnyt parhaita töitä Madisonissa.