Jabarkan Olimpiade London 2012 dari Megan Rapinoe

Rapinoe termasuk dalam tim Amerika Serikat yang bermain di Olimpiade London 2012. Rapinoe mencetak gol pertama untuk timnya pada pertandingan di group G melawan . Gol ke-3 yang dicetak tim Amerika Serikat disumbangkan oleh Carli Lloyd, yang merupakan hasil umpan dari Rapinoe. Tim Amerika Serikat kemudian menang dengan skor akhir 3–0.

Pada pertandingan semi final melawan , Rapinoe berhasil mencetak gol olimpiade, yaitu gol hasil dari tendangan sudut tanpa kontak dengan pemain lain. Ini adalah gol olimpiade pertama yang pernah dicetak pada turnamen olimpiade. Tim Amerika Serikat memenangkan pertandingan ini dengan skor akhir 4–3 dengan tambahan waktu.

Tim Amerika Serikat berhasil mengalahkan tim Jepang di pertandingan final yang dilaksanakan di Stadion Wembley pada 9 Agustus dengan skor 2–1. Pada pertandingan ini, Rapinoe memberikan umpan untuk gol kedua tim Amerika Serikat pada menit ke-53.