2012年4月，刚升入高中的渡部为了拿到伦敦奥运会的参赛权，参加了当年的日本游泳锦标赛，她在200米蛙泳决赛上以2分23秒56的成绩获得第2名，成功取得伦敦奥运会该项目的参赛资格。在伦敦奥运会女子200米蛙泳项目上，渡部以半决赛第14名的成绩无缘决赛。同年12月，她又参加在伊斯坦布尔举行的世界短池游泳锦标赛，并在200米蛙泳上获得一枚铜牌。