В июле — августе 2012 года Екатерина Гамова в четвёртый раз была участницей Олимпийских игр. В Лондоне сборная России повторила результат предыдущей Олимпиады, не сумев выйти в полуфинал и побороться за медали. После окончания турнира Гамова заявила, что скорее всего не выступит на следующих Играх, позднее подтвердила решение завершить карьеру в сборной, но осенью 2014 года сыграла за неё на чемпионате мира в Италии.