באליפות אירופה בשחייה שנערכה בדברצן, במאי 2012 זכתה פלגריני ב-3 מדליות, מהן שתי מדליות זהב ומדליית ארד אחת. מדליות זהב במשחה ל-200 מטר חופשי פעם שנייה ברציפות (1:56.76 דקות) ובמשחה שליחות 4x200 מטר חופשי (7:52.90 דקות). מדליית ארד במשחה שליחות 4x100 מטר חופשי (3:39.84 דקות).