Sztafeta 4 × 100 m stylem dowolnym kobiet – jedna z konkurencji pływackich rozgrywanych podczas XXX Igrzysk Olimpijskich w Londynie.
Do zawodów kwalifikowano 16 najlepszych zespołów (12 najlepszych drużyn podczas Mistrzostw Świata w Szanghaju oraz 4 zespoły z najlepszymi czasami uzyskanymi w okresie 1 marca 2011 - 1 czerwca 2012 na zawodach awizowanych przez FINA).
Obrończyniami tytułu z Pekinu były Holenderki.
Rywalizacja rozpoczęła się 28 lipca o 12:11 czasu londyńskiego, finał rozegrany został tego samego dnia o 20:40.
Mistrzyniami olimpijskimi w sztafecie 4 x 100 m stylem dowolnym zostały Australijki: Alicia Coutts, Cate Campbell, Brittany Elmslie i Melanie SchlangerW eliminacjach Australijki płynęły w składzie: Emily Seebohm, Brittany Elmslie, Yolane Kukla, Lisbeth Trickett.