Émilie Heymans a remporté la médaille de bronze en plongeon synchronisé au tremplin de 3 mètres en compagnie de sa partenaire Jennifer Abel, aux Jeux olympiques de Londres, le 29 juillet. Elle a également terminé au 12e rang à l’épreuve individuelle au tremplin de 3 mètres, qui avait lieu du 3 au 5 août.
Grâce à sa médaille de bronze, la diplômée en gestion et design de la mode est devenue la première plongeuse de l’histoire à obtenir une médaille dans quatre Jeux olympiques consécutifs, en plus d’être la première Canadienne à réussir cet exploit aux Jeux olympiques d’été. Cet exploit lui a également valu d’être nommée la Personnalité de la semaine par La Presse et Radio-Canada.
Heymans et Abel ont obtenu un total de 316,80 points à l’issue de leurs cinq plongeons. Les Chinoises Wu Minxia et He Zi ont remporté l’or avec un pointage de 346,20 points, alors que les Américaines Kelci Bryant et Abigail Johnston ont terminé deuxièmes grâce à une note de 321,90 points. Heymans avait également remporté une médaille d’argent en compagnie d’Anne Montminy en 2000 à Sydney (tour de 10 m), une médaille de bronze à Athènes en 2004 avec la complicité de Blythe Hartley (tour de 10 m), et une médaille d’argent en individuel à Pékin en 2008 (tour de 10 mètres).
Émilie a par la suite terminé au 12e rang à l’épreuve individuelle au tremplin de 3 mètres, sa dernière épreuve olympique en carrière. La plongeuse de 30 ans a récolté 295,2 points lors de la finale. Sa compatriote Jennifer Abel a obtenu le meilleur résultat canadien avec 343 points, lui permettant de terminer en 6e position. La Chinoise Wu Minxia a remporté la médaille d’or avec un impressionnant total de 414 points.