Dimitrov je sezono 2012 začel s tekmovanjem na Hopmanovem pokalu.
ob strani Tsvetane Pironkove. Njihova ekipa je bila poražena s Češko 1<unk>2, potem ko so zmagali v mešanih dvojkah, vendar so izgubili svoje enojne tekme. Nato je njihova ekipa premagala Dansko 2 proti 1. Proti ZDA je Dimitrov v svoji prvi zmagi (čeprav ne uradni zmagi ATP) proti igralcu Top 10 porazil Mardyja Fishja v nizkih setah.