Wyścig na 400 m stylem dowolnym kobiet był jedną z konkurencji pływackich rozgrywanych podczas XXX Igrzysk Olimpijskich w Londynie.
Wyznaczone przez FINA minima kwalifikacyjne wynosiły 4:09.35 (minimum A) oraz 4:18.07 (minimum B).
Obrończynią tytułu z Pekinu była Rebecca Adlington.
Rywalizacja rozpoczęła się 29 lipca o 11:23 czasu londyńskiego, finał konkurencji odbył się tego samego dnia o 20:18.
Statystyka Rekordy Tabela przedstawia rekordy olimpijski, świata oraz poszczególnych kontynentów w tej konkurencji. Rekord świata Federica Pellegrini (ITA) 3:59.15 Rzym, Włochy 26.07.2009Rekord olimpijski Federica Pellegrini (ITA) 4:02.19 Pekin, Chiny 10.08.2008Rekord Afryki Wendy Trott (RSA) 4:08.38 Pekin, Chiny 10.08.2008Rekord Ameryki Katie Hoff (USA) 4:02.20 Columbia, USA 16.02.2008Rekord Azji Chen Qian (CHN) 4:02.35 Jinan, Chiny 18.10.2009Rekord Europy Federica Pellegrini (ITA)3:59.15 Rzym, Włochy 26.07.2009Rekord Oceanii Kylie Palmer (AUS) 4:03.40 Adelaide, Australia 16.03.2012