Aux Jeux olympiques de Londres où elle est porte drapeau de la délégation olympique russe, elle obtient la médaille d'argent en perdant en finale contre la mondiale, Serena Williams (0-6, 1-6), après une finale expéditive qui est sa pire défaite contre l'Américaine. Elle a cependant battu sur son parcours Sabine Lisicki difficilement (6-7, 6-4, 6-3) après une revanche de Wimbledon, puis Kim Clijsters (6-2, 7-5) et la surprise en demi-finale, sa compatriote Maria Kirilenko (6-2, 6-3).