Bei den Olympischen Spielen 2012 in London errang Trott zwei Goldmedaillen, eine im Omnium sowie eine weitere in der Mannschaftsverfolgung, gemeinsam mit King und Joanna Rowsell, wobei die Fahrerinnen an einem Tag zweimal ihren eigenen Weltrekord verbesserten, den sie im April 2012 bei der Bahn-WM in Melbourne aufgestellt hatten. Bei den UCI-Bahn-Weltmeisterschaften 2013 in Minsk wurde sie gemeinsam mit Danielle King und Elinor Barker erneut Weltmeisterin in der Mannschaftsverfolgung; im Omnium belegte sie Rang zwei.