Chambers var nefndur í breska landsliðinu fyrir Ólympíuleikana í London 2012 eftir að valmennirnir tóku tillit til vinnings hans í prófum og tíma hans frá fyrra ári. Í ljósi þess hve óvænt breyting varð á örlögum hans sagði hann: "Fyrir mig er það forréttindi að vera fulltrúi lands míns á Ólympíuleikum sem aldrei má taka sem sjálfsagt. Að fá tækifæri til að gera það í heimalandinu mínu hefur verið draumur sem stundum hefur litið mjög fjarlægur út og er nú að verða að veruleika". Hann sneri aftur í breska stafettadeildina á Evrópumótaröðinni í frjálsíþróttum árið 2012 eftir sex ára fjarveru, en slösuð stafettaskipti sá liðið útilokað. Á Ólympíuleikunum vann hann 100 metra hitið á 10.02 sekúndum, með löglegum 2.0 m / s eftir vind, í fyrsta ólympíuleik hans í tólf ár. Hann var dreginn í sama hálfleik og Usain Bolt en hlaup Chambers á 10.05 sekúndum í fjórða sæti þýddi að hann komst ekki í úrslitin. Ólympíuleikarnir hans enduðu í 4x100 metra stafettum.
Ūegar breska liđiđ gerđi ķlöglega stafaskipti.