Tulis kelanjutan untuk paragraf ini - Thomas fokus pada bersepeda trek untuk musim 2012, bersaing di Olimpiade Musim Panas di London. Dengan demikian, Giro d'Italia adalah prioritas perlombaan jalanan, sebelum mengubah fokusnya ke trek. Pada bulan Maret, Thomas naik Paris-Nice, di mana ia membantu Bradley Wiggins meraih kemenangan keseluruhan. Pada tanggal 4 April Thomas adalah anggota tim pengejaran tim Inggris yang memenangkan emas di UCI Track Cycling World Championships
di Melbourne, dengan rekor dunia baru 3:53.295 detik. Dia juga bekerja sama dengan Ben Swift untuk mengambil medali perak di Madison. Thomas kemudian kembali ke jalan, memenangkan prolog dari Tour de Romandie.