Makhloufi wypełnił minima olimpijskie na 800 i 1500 metrów i w obu konkurencjach wziął udział w czasie Igrzysk w Londynie. W biegu na 1500 metrów dotarł do finału, po drodze zwyciężając w swojej rundzie eliminacyjnej, i bieg półfinałowy. Algierskiemu Komitetowi Olimpijskiemu nie udało się wycofać swojego zawodnika z biegu na 800 metrów, w którym Makhloufi nie miał zamiaru uczestniczyć, w związku z czym Algierczyk zmuszony był wystartować. Już na początku wyścigu zawodnik zwolnił i zszedł z trasy, co spowodowało reakcję IAAF – sędzia federacji lekkoatletycznej podejrzewał, że Makhloufi nie uczestniczy w zawodach w dobrej wierze, za co groziło wykluczenie z Igrzysk. Decyzja taka jednakowoż nie zapadła, na co wpływ miała przedłożona diagnoza lekarska wskazująca dolegliwość utrudniającą dalsze uczestnictwo w biegu. Następnego dnia Algierczyk wygrał finał biegu na 1500 metrów z czasem 3:34,08. Wynik ten zaskoczył krytyków, w szczególności mając na uwadze wcześniejsze „problemy zdrowotne” Makhloufiego oraz warunki panujące na stadionie. Sam zawodnik stwierdził, że jego progres wynika wyłącznie ze zmiany trenera i intensywnych treningów w okresie przedolimpijskim.