Voltooi die volgende sin: By die Olimpiese Somerspele in 2012 in Londen het Agnel altesaam drie medaljes gewen: twee goue en een silwer. In sy eerste wedstryd het Agnel 'n kom-van-agter-poging in die 4×100-meter-vrystylstafelspan veranker om goud te wen saam met Amaury Leveaux, Fabien Gilot en Clément Lefert. Agnel het met 'n tekort van 0,55 sekondes in die water gedompel en dit tot 0,30 sekondes by die 350-meter-punt verminder. In die laaste 50 meter het Agnel voor die Amerikaner Ryan Lochte uitgetrek en Frankryk het gewen met 'n tyd van 3:09:93 teen die Verenigde State se tyd van 3:10:38. Agnel het die vinnigste split tyd van die hele veld geswem met 'n tyd van 46.74, die enigste individu wat 47 sekondes gebreek het. Die volgende dag het Agnel sy tweede goue medalje in die 200 meter vryslag gewen met 'n tyd van 1:43.14, die vinnigste in die Franse swemgeskiedenis en 1.79 sekondes voor die silwermedaljewenners Sun Yang en Park Tae-hwan. In die eindstryd het Agnel van begin tot einde gelei en 'n tyd van 50.64 in die eerste 100 meter en 52.50 in die laaste 100 meter aangeteken. Sy tyd van 25.98 vir die laaste 50 meter was verreweg die vinnigste in die veld. Agnel het sy finale medalje, 'n silwer, in die 4×200-meter vrystylstafelspan gewen agter die Verenigde State met Amaury Leveaux, Grégory Mallet en Clément Lefert. Hy het die vinnigste tyd van die veld in die eindstryd gehad met 'n tyd van 1:43.24 as die ankerbeen. In sy laaste wedstryd het die
Agnel het vierde geëindig in 'n persoonlike beste tyd van 47.84, 0.04 s van 'n sekonde buite die medaljes. Die Europese Swem Federasie het Agnel aangewys as die manlike Europese swemmer van die jaar 2012.