Menulis kelanjutan untuk paragraf ini - Mellouli memenangkan 2 medali (1 emas di maraton 10km dan 1 perunggu di gaya bebas 1500m
) pada Olimpiade Musim Panas 2012 yang diselenggarakan di London, Inggris. Dia menjadi orang pertama yang memenangkan medali dalam renang kolam renang dan air terbuka di Olimpiade yang sama.