Menulis kelanjutan untuk paragraf ini - Yi memasuki Olimpiade 2012 peringkat nomor satu di dunia di senapan udara 10 m. Dalam kompetisi Olimpiade
dia mencetak 399 dari 400 yang mungkin di babak awal, menyamakan posisi pertama dengan Sylwia Bogacka. Di final di Royal Artillery Barracks, ia menghasilkan skor 10+ pada setiap tembakan, sementara Bogacka memiliki nilai 9,7 pada tembakan delapan dari sepuluh. Dengan demikian, Yi mengalahkan Sylwia Bogacka 103,9 ke 103,2 di final untuk memenangkan medali emas pertama Olimpiade Musim Panas 2012 dengan skor total 502,9. Dari kemenangannya, Yi berkomentar "Kestabilan saya sangat membantu saya hari ini dan pada saat yang sama saya pikir saya cukup beruntung".