Fin juin, lors des sélections olympiques américaines à Eugene, Allyson Felix se classe troisième ex-aequo du avec Jeneba Tarmoh. L'USATF se demande comment départager les deux sprinteuses (qui ont d'ailleurs le même entraîneur) : tirage au sort ? Nouveau duel ? Finalement Jeneba Tarmoh annonce qu'elle se désiste en faveur d’Allyson Felix. Dans l'intervalle, Felix avait remporté très largement son sixième titre national sur , dans l'excellent temps de 21 s 69 . Elle améliore ainsi son record personnel, elle signe aussi le meilleur temps sur la distance depuis 14 ans et elle devient la quatrième athlète la plus rapide de l'histoire sur le demi tour de piste après Florence Griffith-Joyner (21 s 34), Marion Jones (21 s 62 en altitude) et Merlene Ottey (21 s 64). Aux Jeux olympiques d'été 2012, Allyson Felix s'alignera donc dans quatre courses différentes (, , 4 x , 4 x ).Le , pour sa première épreuve, elle obtient une cinquième place honorable lors de la finale du lors d'une course très rapide remportée en 10 s 75 par la Jamaïcaine Shelly-Ann Fraser-Pryce. Après avoir pris le plus mauvais départ des 8 concurrentes, elle produit une remarquable accélération et elle améliore son record personnel (10 s 89). Néanmoins cette place est un nouvel échec sur cette distance, il signifie une fois de plus qu’il y a 4 sprinteuses plus rapides qu’elle sur cette distance. Cela l’amène à réfléchir à nouveau, avec son coach, à l'éventualité de l’abandon de cette distance en individuel au profit du .