2012年伦敦奥运会，随着郭晶晶的退役，与吴敏霞征战双人三米板的搭档换成了何姿。二人不负众望，以346.20分折桂，这也是吴敏霞第三次获得该项目金牌。随后，在女子单人三米板决赛中，吴敏霞发挥出色，5跳以414.00的惊人高分轻松夺冠。凭借这一冠，吴敏霞成就了她个人的大满贯伟业。此战过后，吴敏霞已获得4枚奥运金牌，追平了伏明霞、郭晶晶两位前辈;奥运总奖牌数则达到了6枚，追平了李宁、李小双、王义夫、郭晶晶等传奇，成为中国体坛之最。