Manaudou sijoittui Shanghain 2011 MM-kilpailuissa viidenneksi 50 metrin perhosuinnissa. Hän voitti olympiakultaa 50 metrin vapaauinnissa Lontoon olympialaisissa 2012 ajalla 21,34. Saman vuoden Chartres'n lyhyen radan EM-kilpailuissa hän voitti 50 metrin vapaauinnin ajalla 20,70 ja kuului Ranskan kultajoukkueisiin sekä miesten että sekajoukkueiden 4 × 50 metrin vapaa- ja sekauintiviesteissä. Muutamaa viikkoa myöhemmin hän sijoittui Istanbulin lyhyen radan MM-kilpailuissa toiseksi 50 metrin vapaauinnissa ja kolmanneksi 50 metrin rintauinnissa.