HK杯也获得得第二名。接着，在世界锦标赛中，率领日本队取得2012年伦敦奥运会的参赛权。2012年，与兄、弟同时进入日本国家代表队，参加伦敦奥运会，为日本体操史上第一次有兄弟姐妹三人同时参赛奥运。田中理惠因腰伤复发影响表现，最终只取得女子团体第八、个人全能第十六的成绩。
媒体.田中理惠曾出现在以下记录片中：