2012年5月2日，黃永棋排名升至第19位。由於前18位球手中，其中5位不符合奧運參賽要求，所以黃永棋將獲第16號種子身份代表香港出戰英國倫敦舉行的奥林匹克运动会羽毛球比賽男子單打賽事。在小組賽階段，黃永棋在F組首戰旗開得勝，以2比0（21-10、21-8），擊敗了烏干達的埃德温·埃基林。隨後，黃永棋迎戰法國的布里斯·利弗德斯，結果直落兩局以21-11及21-16勝出，兩戰全勝，順利晉級淘汰賽；但在首輪賽事便以0比2（17-21、17-21）負於賽事3號種子、中國的諶龍出局，16強止步。賽後，黃永棋表示滿意自己在今場的表現，認為自己在後場攻擊有相當威脅性，目標在今年年底前打入世界前10名，並期望能夠在兩年後的亞運會及下屆奧運贏得獎牌。對手諶龍亦認為黃永棋較兩人上次交手時有好大進步，今次是盡全力才能將他擊敗。