Naslednje leto je Kvitová dosegla polfinale Avstralskega in francoskega odprtega prvenstva, pri čemer je ob obeh priložnostih padla pred Šarapovo. V četrtfinalu je bila tudi na prvenstvu v Wimbledonu, kjer je bila branilna prvakinja, vendar je padla pred končno prvakinjo Sereno Williams. Z Tomášom Berdychom so osvojili Hopmanov pokal.
, s čimer je Češka dobila svoj drugi naslov v Hopmanovem pokalu. Na poletnih olimpijskih igrah je dosegla tudi osmino in je bila okronana kot prvakinja US Open serije, potem ko je osvojila naslove v Montrealu in New Havenu. Kvitová je zaključila leto 2012 kot svetovna številka 8. Med vrhunci sezone 2013 je Kvitová osvojila naslove v Dubaju in Tokiju ter nastopila v četrtfinalu in polfinalu na prvenstvu Wimbledon in prvenstvu WTA Tour. Leta 2013 je končala kot svetovna številka 6.