开幕式中，与吴国沖、容志行、邓亚萍、何沖一起成为最后五名火炬手之一。2011年世界体操锦标赛，与滕海滨、张成龙、冯喆、严明勇、邹凯一起再度蝉联男子团体冠军，以15.8分蝉联吊环冠军。2012年在伦敦奥运会体操男子团体比赛，陈一冰与张成龙、冯喆、郭伟阳、邹凯组成中国队，以零失误的表现蝉联冠军。在8月6日的吊环单项中，他以0.1分之差负于巴西选手亚瑟·扎内蒂，夺得银牌。但赛后裁判被指打分不公，导致陈一冰未能卫冕金牌。意大利队在接受媒体访问时表示「不可思议」，他们认为“正确的结果”应该是陈一冰冠军，意大