セリーナ・ウィリアムズ
全豪オープンで2年連続で決勝に進出するがドイツのアンゲリク・ケルバーに4-6, 6-3, 4-6で敗れ2年連続7度目の優勝を逃した。また全仏オープンでも決勝に進出するが、スペインのガルビネ・ムグルサに5-7, 4-6で敗れグランドスラム2大会連続の準優勝に終わると共に、ムグルサに昨年のウィンブルドンのリベンジを許す形となった。ウィンブルドンでは決勝でケルバーを7-5, 6-3で降して2年連続7度目の優勝、オープン化以降で最多タイとなるグランドスラム通算22勝目を挙げた。しかし2連覇が懸かったリオ五輪では3回戦でエリナ・スビトリナに敗れる。全米オープンでも準決勝でカロリナ・プリスコバに2-6, 6-7(5)で敗れ、シュテフィ・グラフの記録に並ぶ186週連続で在位した世界ランキング1位の座を、全米オープンで優勝したケルバーに明け渡すことになった。
12月、かねてから交際していたredditの共同創業者、アレクシス・オハニアン(英語版)と婚約した。
全豪オープンでは4回戦で敗退するなどシーズン序盤は早いラウンドでの敗退が目立ったが、クレーコートシーズンに入るとファミリー・サークル・カップ、ムチュア・マドリード・オープンと連勝し、全仏オープンでも優勝候補の最有力候補と見られていたが、1回戦でフルセットで敗れた。この敗戦は彼女にとって初めてのグランドスラム大会での1回戦敗退であった。しかし、ウィンブルドン決勝でアグニエシュカ・ラドワンスカに6-1, 5-7, 6-2で勝利し、2年ぶり5度目の優勝を果たした。これにより4大大会女子シングルス優勝は14回になった。同年のロンドンオリンピック女子シングルスでは、決勝でマリア・シャラポワに6-0, 6-1で完勝し、シングルスで初の金メダルを獲得した。またこの勝利によりシングルスでの生涯ゴールデンスラムを達成し、男女を通じて史上初めてシングルス、ダブルスのゴールデンスラム達成者となった。なお、女子ダブルスでは連覇を果たした。さらに全米オープンでは決勝で世界ランキング1位のビクトリア・アザレンカを6-2, 2-6, 7-5で下し、全米オープン4度目の優勝を飾った。最終戦のWTAツアー選手権でも決勝でマリア・シャラポワを6–4, 6–3で破って3年ぶり3度目の優勝を遂げ、2012年シーズンをシングルスツアー7勝、通算58勝4敗、世界ランキング3位で終えた。勝ち星、勝率ともにグランドスラム3冠を達成した2002年を上回り、キャリアハイといってもよい年となった。