2012年夏季奥林匹克运动会女子400米混合泳比赛为2012年夏季奥林匹克运动会游泳比赛的其中一项竞赛项目，赛事于2012年7月28日在伦敦水上运动中心中举行。最终中国选手叶诗文以4分28秒43的成绩夺得金牌，打破了由澳大利亚名将史蒂芬妮·赖斯保持的该项目世界纪录，叶诗文成为在奥运会中夺冠又打破世界纪录的最年轻的中国游泳选手，也是国际泳联在2010年禁止泳手穿着紧身的「鲨鱼衣」后首个于奥运会打破的世界纪录。
纪录.以下是比赛前的世界纪录及奥运纪录：以下是比赛后刷新的世界纪录及奥运