En 2012, Tianna Madison améliore ses records personnels sur en réalisant 22 s 37 (+) en à Ponce, puis sur à l'occasion de l'Adidas Grand Prix de New York avec 10 s 97 (-), descendant pour la première fois de sa carrière sous les 11 secondes. Elle finit de la course derrière Shelly-Ann Fraser-Pryce (10 s 92, SB) mais devant Carmelita Jeter (11 s 05). Fin juin, lors des sélections olympiques américaines de Eugene, elle obtient sa qualification pour les Jeux de Londres en terminant deuxième de l'épreuve du en 10 s 96 (+), derrière Carmelita Jeter (10 s 92).