Fuldfør følgende sætning: Thomas fokuserede på cykelsport i 2012 og deltog i de olympiske lege i London. Som sådan var Giro d'Italia hans prioriterede vejløb, før han vendte sit fokus til banen. I marts kørte Thomas Paris-Nice, hvor han hjalp Bradley Wiggins med den samlede sejr. Den 4. april var Thomas medlem af det britiske team, der vandt guld ved
UCI Track Cycling World Championships i Melbourne, med en ny verdensrekord på 3:53.295 sekunder. Han tog også sølvmedaljen sammen med Ben Swift. Thomas vendte derefter tilbage til vejen og vandt prologen til Tour de Romandie.