En , elle réalise à maintes reprises la meilleure performance mondiale de l'année (MPMA) sur 60 mètres haies. Ainsi, lors du meeting de Liévin, le , elle améliore la MPMA 2011 sur 60 m haies, d'abord en séries (7 s 87) puis en finale (7 s 85)[1]. Quelques jours plus tard, le , elle améliore encore sa MPMA avec 7 s 84 en séries de la réunion en salle de Düsseldorf. Deux jours après, elle améliore une nouvelle fois la référence avec un chrono de 7 s 82 lors de la réunion en salle de Karlsruhe. Le , lors des Championnats des États-Unis d'athlétisme en salle à Albuquerque, elle signe à nouveau un temps de référence en demi-finale puis finale : 7 s 79 (MPM)[2].
Kellie Wells remporte son premier titre national en plein air à l'occasion des Championnats des États-Unis de Eugene[3] dans le temps de 12 s 50 dans des conditions de vent régulières de 1,8 m/s, améliorant de 8 centièmes de seconde son record personnel établi début mai à Doha. Elle se qualifie par la même occasion pour les Championnats du monde de Daegu.
Son début de saison 2012 est plutôt prometteur, en salle d'abord, en plein air ensuite. Ainsi, par exemple, le au meeting de Rome, elle termine seconde du 100 m haies, meilleur temps de réaction, à 1 centièmes de sa compatriote Dawn Harper (12 s 66)[4]. Quelques semaines plus tôt, elle avait également échoué à la seconde place (12 s 72) derrière la Jamaïcaine Brigitte Ann Foster-Hylton au premier meeting de diamant de Doha[5]. Toutefois, mi juillet, lors du London Grand Prix, 8e étape de la ligue de diamant 2012, elle bat avec 12 s 57 la championne du monde en titre australienne Sally Pearson (12 s 59), Ginnie Crawford complétant le podium[6].
Aux Jeux de Londres, elle décroche la médaille de bronze en battant son record personnel en 12 s 48[7].
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