Olimpijski sezon 2012 Małachowski rozpoczął, podobnie jak cztery lata wcześniej, 3 maja na mityngu w Białymstoku, podczas którego zwyciężył osiągając rezultat 65,62. Wynik dyskobola był lepszy od minimum Polskiego Związku Lekkiej Atletyki na igrzyska olimpijskie w Londynie jednak zawody w Białymstoku nie znajdowały się na liście imprez, na których można uzyskiwać wskaźniki na igrzyska. W swoim drugim starcie w 2012, 11 maja na Qatar Athletic Super Grand Prix 2012 w Dosze (mityngu zaliczanym do cyklu Samsung Diamentowa Liga), zwyciężył z wynikiem 67,53 i wypełnił jednocześnie minimum PZLA na igrzyska w Londynie. Podczas mityngu rzutowego w niemieckim mieście Halle, 19 maja, zajął drugie miejsce za Robertem Hartingiem (który uzyskał 70,31) z wynikiem 68,94 (seria: 68,31-66,02-66,93-68,37-68,94-68,49). W połowie czerwca Małachowski zwyciężył w mistrzostwach Polski, swój najlepszy wynik (66,89) uzyskując już w pierwszej próbie. 7 sierpnia zajął 5. lokatę w konkursie dyskoboli podczas igrzysk olimpijskich w Londynie.