Tras participar en 2011 en el Campeonato Mundial de Natación de 2011 en el que ganó dos medallas de bronce, y ya en 2012, Muffat participó en sus primeros Juegos Olímpicos. En los Juegos Olímpicos de Londres 2012 se clasificó para tres eventos. Ganó la medalla de oro en los 400 m libre, consiguiendo un nuevo récord olímpico. También consiguió la medalla de plata en los 200 m libre y la bronce en el 4 × 200 m libre, con un tiempo total de 7:47.49.