Bei den Europameisterschaften 2012 in Helsinki wurde Lavillenie Europameister mit einer übersprungenen Höhe von 5,97 m vor den beiden Deutschen Björn Otto (5,92 m) und Raphael Holzdeppe (5,77 m). Etwas mehr als einen Monat später gewann er bei den Olympischen Spielen 2012 in London mit 5,97 m die Goldmedaille, erneut vor Otto (5,91 m) und Holzdeppe (5,91 m).