Í Ólympíuleikunum var hann farinn að verja titil sinn í einkaþraut og komst í undankeppni með tímanum fjórar mínútur og 15.031 sekúndur og braut sitt eigið ólympíureikstur frá árinu 2004. Í undanúrslitum sigraði hann Alexander Serov frá Rússlandi, áður en hann vann gull í úrslitum gegn Hayden Roulston frá Nýja Sjálandi, og varð fyrsti reiðmaðurinn til að verja ólympíuleik titil með góðum árangri. Hann var í eltingahópnum.
sem braut heimsmetiđ í ūremur mínútum og 55.202 sekúndum. Daginn eftir vann liðið gullverðlaunin, og sigraði Danmörku með 6,7 sekúndum með nýjum heimsmeti í þrjár mínútur og 53,314 sekúndur, með meðalhraða. Hann var í pari međ Cavendish í Madison og sem heimsmeistarar voru ūeir í vafa um gullverðlaunin en enduđu níundu. Cavendish taldi að Wiggins hefði ekki leikið eftir bestu getu sinni í Madison.