Andika mwendelezo wa aya hii - Adlington aliwakilisha Uingereza katika michezo ya Olimpiki ya 2008, akishindana katika mbio za mita 400 za freestyle na mbio za mita 800 za freestyle. Alikuwa pia imepangwa kuogelea katika 4 × 200 mita freestyle relay
lakini alipumzika katika joto na timu ilishindwa kufuzu fainali. Katika mbio za mita 400 za freestyle, alivunja rekodi ya Jumuiya ya Madola kwa muda wa 4:02.24. Mnamo Agosti 11, 2008, alishinda medali ya dhahabu ya Olimpiki katika tukio hilo hilo, na wakati wa 4:03.22, akizidi Katie Hoff wa Merika katika mita 20 za mwisho. Alikuwa mwanamke wa kwanza kushinda dhahabu ya kuogelea kwa Uingereza tangu Anita Lonsbrough mwaka 1960. Yeye alikuwa wa kwanza wa Uingereza kuogelea kushinda zaidi ya medali moja ya dhahabu katika moja ya michezo ya Olimpiki tangu Henry Taylor alishinda tatu katika 1908.