2012 Londoni suveolümpiamängudel võitis Hardy oma esimese olümpiamedaali, pronssi, 4×100 meetri vabas stiilis Missy Franklini, Lia Neali ja Allison Schmittiga, kui USA meeskond lõpetas Austraalia ja Hollandi meeskondade järel kolmandal kohal. Hardy oli teisel etapil 53.53 sekundiga ja meeskond lõpetas kogu ajaga 3:34.24, mis on Ameerika rekord. Ta teenis ka kuldmedali, ujudes võitnud USA meeskonna eest 4×100 meetri vaheseisundi eelvõistlustel. Oma kahes individuaalses võistluses lõpetas ta seitsmendana 50 meetri vabas stiilis.
Ja kaheksas 100 meetri vabas stiilis.