En 2012, elle remporte son cinquième titre en poursuite individuelle aux championnats panaméricains de Mar del Plata. En finale, malgré un temps de qualification proche, elle rejoint son adversaire cubaine pour s'adjuger l'or. Par contre, elle échoue au pied du podium de la course omnium, pour un point. Toujours pas qualifiée pour les J. O., dans cette discipline et absente des mondiaux en Australie, elle bénéficie de la participation de sa compatriote Diana García à cette course, pour obtenir le précieux sésame pour Londres, où elle disputera ses quatrièmes Jeux. Elle est également inscrite dans l'épreuve du contre-la-montre sur route. Quelques jours avant le début des Jeux, María Luisa Calle apprend qu'elle ne pourra participer au contre-la-montre. L'Union cycliste internationale refuse son inscription, basant sa décision sur le fait que la fédération colombienne aurait mal interprété le règlement olympique. Pour la sportive, c'est un véritable coup dur car toute sa préparation était dirigée vers cette discipline, n'étant pas une spécialiste de la course omnium.