Las medallistas de oro defensoras Serena Williams y Venus Williams de los Estados Unidos defendieron con éxito su título, derrotando a las checas Andrea Hlaváčková y Lucie Hradecká en la final, 6–4, 6–4 para ganar la medalla de oro en tenis de dobles femenino en los Juegos Olímpicos de Verano de 2012. Las hermanas Williams no perdieron un set en el camino a su tercera medalla de oro en dobles, convirtiéndose en las primeras jugadoras en la historia del tenis en ganar cuatro medallas de oro olímpicas, con la pareja también ganando los oros de dobles en 2000 y 2008 , y Venus ganando los individuales de 2000 y Serena ganando los eventos individuales de 2012. [1] En el partido por la medalla de bronce, las rusas Maria Kirilenko y Nadia Petrova derrotaron a las estadounidenses Liezel Huber y Lisa Raymond , 4–6, 6–4, 6–1.
El torneo se celebró del 28 de julio al 5 de agosto en las canchas de césped del All England Lawn Tennis and Croquet Club en Wimbledon, Londres, Reino Unido.
Todos los partidos fueron al mejor de tres sets, con tie-breaks utilizados para los dos primeros sets de cada partido. [2]
El equipo mejor clasificado recibió un pase directo a la segunda ronda.
Liezel Huber ( EE. UU. ) / Lisa Raymond ( EE. UU. ) (semifinales, cuarto puesto) 
Sara Errani ( ITA ) / Roberta Vinci ( ITA ) (cuartos de final) 
Maria Kirilenko ( RUS ) / Nadia Petrova ( RUS ) (semifinales, medallistas de bronce) 
Andrea Hlaváčková ( CZE ) / Lucie Hradecká ( CZE ) (final, medallistas de plata) 
Angelique Kerber ( GER ) / Sabine Lisicki ( GER ) (segunda ronda) Ekaterina Makarova ( RUS ) / Elena Vesnina ( RUS ) (cuartos de final) Flavia Pennetta ( ITA ) / Francesca Schiavone ( ITA ) (segunda ronda) 
Nuria Llagostera Vives ( ESP ) / María José Martínez Sánchez ( ESP ) (segunda vuelta) Cuadro de dobles femeninos