Bei den Weltmeisterschaften 2011 in Paris wurde nur das Schwergewicht ausgetragen, Sugimoto unterlag Qin Qian im Halbfinale und erkämpfte gegen ihre Landsfrau Megumi Tachimoto eine Bronzemedaille. Zwei Monate später fanden in Tjumen Weltmeisterschaften in der offenen Klasse statt. Nach ihrer Halbfinalniederlage gegen die Chinesin Tong Wen gewann Sugimoto den Kampf um eine Bronzemedaille gegen Qin Qian. Zum Abschluss ihrer Karriere startete Mika Sugimoto 2012 bei den Olympischen Spielen in London. Im Achtelfinale gegen die Venezolanerin Giovanna Blanco und im Viertelfinale gegen die Brasilianerin Maria Suelen Altheman gewann Sugimoto vorzeitig. Im Halbfinale gegen die Britin Karina Bryant mussten beide über die volle Zeit von fünf Minuten, die Britin verlor wegen einer Passivitätsstrafe. Das Finale gewann die Kubanerin Idalys Ortíz durch Kampfrichterentscheid.