Ab 2012 nahm sie nicht mehr an den Deutschen Hallenmeisterschaften teil und konkurrierte auch nicht mehr bei 1500-Meter-Läufen. Über die Hindernisse konnte Möldner-Schmidt zum dritten Mal Deutsche Meisterin werden. Bei den Europameisterschaften in Helsinki holte sie zunächst Bronze in 9:36,37 min und gewann damit ihre erste Medaille bei internationalen Meisterschaften in der Altersklasse der Erwachsenen. Im Mai 2015 wurde die Zweitplatzierte Switlana Schmidt (Ukraine) des Dopings überführt und Möldner-Schmidt erhielt nachträglich die Silbermedaille. Bei den Olympischen Sommerspielen in London belegte sie im Finallauf in einer Zeit von 9:21,78 min zunächst den siebten Platz vor der achtplatzierten Gesa Felicitas Krause. Da der ursprünglich russischen Erstplatzierten Julija Saripowa 2016 rückwirkend die Goldmedaille wegen Dopingmissbrauchs aberkannt wurde, rückten die Sportlerinnen nicht nur einen Platz vor, sondern Möldner-Schmidt war zudem nun die schnellste Europäerin.