In Londen nam de Deense deel aan de Olympische Zomerspelen van 2012. Op dit toernooi eindigde ze als vierde op de 200 meter schoolslag en als achtste op de 100 meter schoolslag, op de 4x100 meter wisselslag eindigde ze samen met Mie Nielsen, Jeanette Ottesen Gray en Pernille Blume op de zevende plaats. Tijdens de Europese kampioenschappen kortebaanzwemmen 2012 in Chartres legde Pedersen, op de 100 en 200 meter schoolslag, beslag op de Europese titel, daarnaast veroverde ze de zilveren medaille op de 50 meter schoolslag. Samen met Kristina Thomsen, Jeanette Ottesen Gray en Pernille Blume werd ze Europees kampioene op de 4x50 meter wisselslag. Op de wereldkampioenschappen kortebaanzwemmen 2012 in Istanboel sleepte ze de gouden medaille op de 200 meter schoolslag en de bronzen medaille op de 100 meter schoolslag in de wacht, op de 50 meter schoolslag eindigde ze op de vierde plaats. Op de 4x100 meter wisselslag veroverde ze samen met Mie Nielsen, Jeanette Ottesen Gray en Pernille Blume de wereldtitel.