8分的优势压倒墨西哥组合轻松夺金。在其后进行的女子10米台决赛中，她又以422.30分成功夺冠，除了成为首位在奥运10米高台跳水单人、双人项目均卫冕的运动员外，更成为中国代表团在奥运史上的第200枚金牌得主。同时，凭借这两枚金牌，陈若琳也以四金追平名将伏明霞、郭晶晶和吴敏霞创下的纪录，成为中国跳水队获得奥运金牌最多的选手之一，更是其中获得高台世界冠军最多的运动员。奥运会后，陈若琳表示会在2013年的全运会后才与教练仔细研究是否改项，但她个人则想继续留在跳台项目。
世锦赛双人高台四连冠