Damesingle i Tennis ved Sommer-OL 2012 i London blev afviklet på All England Lawn Tennis and Croquet Club i Wimbledon, London, fra den 28. juli til den 4. august 2012. Det var den første olympiske tennisturnering som blev afviklet på græsunderlag.[1]
Elena Dementieva var den forsvarende mester.[2] Hun gik på pension i 2010 og forsvarede derfor ikke titlen. Turneringens vinder blev den fjerdeseedede Serena Williams der slog Maria Sharapova i finalen.