Udfyld følgende sætning: Ved Sommer-OL 2012 i London slog hun igen sin amerikanske rekord og satte en olympisk rekord med en tid på 56,25 sekunder i sin
100 meter sommerfugl kvalificerende heat. I 100-meter sommerfuglfinalen vandt hun guldmedaljen og satte en ny verdensrekord med sin tid på 55,98. Vollmer deltog også i 4×200 meter freestyle-stafetten. Hun svømmede anden etape med en tid på 1:56.02, da det amerikanske hold vandt guld med en tid på 7:42.92. I sin sidste begivenhed, 4 × 100-meter medley-stafet, vandt Vollmer endnu et guld med Missy Franklin, Rebecca Soni og Allison Schmitt. I sommerfugleben svømmede Vollmer med en tid på 55,48, da det amerikanske hold satte en ny verdensrekord med en tid på 3:52.05, hvilket forbedrede den tidligere rekord på 3:52.19, der blev sat af Kina i 2009.