Tahun berikutnya, Kvitová mencapai semifinal Australia dan Prancis Terbuka, jatuh pada kedua kesempatan ke Sharapova. Dia juga mencapai perempat final di Kejuaraan Wimbledon, di mana dia adalah juara bertahan, tetapi kalah dari juara akhir Serena Williams. Mitra Tomáš Berdych, mereka memenangkan Piala Hopman
, memberikan Republik Ceko gelar kedua Hopman Cup. Dia juga mencapai delapan besar di Olimpiade Musim Panas dan juga dinobatkan sebagai juara Seri Terbuka AS setelah memenangkan gelar di Montreal dan New Haven. Kvitová mengakhiri 2012 sebagai No. 8 dunia. Puncak musim 2013 Kvitová termasuk memenangkan gelar di Dubai dan Tokyo, bersama dengan penampilan perempat final dan semifinal di Kejuaraan Wimbledon dan Kejuaraan Tur WTA, masing-masing. Dia menyelesaikan 2013 sebagai nomor 6 dunia.