Vid 2012 års inomhus-VM i Istanbul gick Hjelmer med 54,01 vidare till semifinal där hon trots svenskt inomhusrekord 52,29 blev utslagen. Det nya rekordet var en förbättring av Ann-Louise Skoglunds 52,40 från 1986. I semifinalen under EM i Helsingfors 2012 förbättrade hon sitt svenska rekord på 400 meter med 18 hundradelar till 51,40 och i finalen dagen efter sänkte hon den svenska rekordtiden med ytterligare 27 hundradelar till 51,13 när hon vann EM-guld. Hjelmer uttogs därmed också till OS-truppen 2012 där hon dock inte gick till final. OS 2012 hölls cirka fem veckor efter EM.