Lemaitre, eftir samráð við þjálfara sinn, valdi að keppa ekki í 100 m á Ólympíuleikunum í London 2012. Lemaitre tók því aðeins þátt í 200 m, þar sem hann var í fjórða sæti á árinu, og 4 × 100 m stafett. Þjálfari hans, Pierre Carraz, sagði: "Í niðurstöðum yfir 100m er Christophe aðeins í 10. sæti meðal þeirra sem hafa tekið þátt. Á 200 m getum viđ vonast til medalíu". Lemaitre endaði í sjötta sæti í 200 m úrslitum í tíma 20.19 s. Eftir úrslitaleikinn sagði hann: "Ég byrjaði mjög vel. Og svo var ég enn međ ūetta vandamál á beygjunni. Ég gerði mitt besta, en það var of erfitt. Ég var í sjötta sæti. Ūađ er ekki margt ađ segja. Ég vonađi ekki ađ ūetta væri úrslitin". Í úrslitakeppni 4 × 100 m
Árið 2008 vann Lemaitre sitt fyrsta Ólympíumedail, en lið hans vann bronsverðlaunin á eftir Jamaíka (gull) og Trinidad og Tobago (silfur).