Faza play-off Puchar Polski PGE Skra Bełchatów jako 2. drużyna w tabeli fazy zasadniczej PlusLigi po 9. kolejkach udział w Pucharze Polski rozpoczęła od meczów ćwierćfinałowych, w których zmierzyła się z drużyną grającą w I lidze – MKS MOS Interpromex Będzin. Pierwsze spotkanie rozegrane 4 stycznia 2012 roku w hali „Łagisza” w Będzinie zakończyło się zwycięstwem PGE Skry Bełchatów 3:0. Najlepiej punktującym zawodnikiem był Bartosz Kurek (11 pkt). Mecz rewanżowy odbył się dwa dni później w hali „Energia” w Bełchatowie. PGE Skra Bełchatów, występując w rezerwowym składzie, ponownie pokonała MKS MOS Interpromex Będzin 3:0 i uzyskała awans do turnieju finałowego. Najwięcej punktów w meczu zdobył Aleksandar Atanasijević (17 pkt).
Turniej finałowy Pucharu Polski rozegrany został w dniach 21-22 stycznia 2012 roku w hali Podpromie w Rzeszowie. W półfinale PGE Skra Bełchatów zmierzyła się z drużyną gospodarzy – Asseco Resovią. Mecz zakończył się zwycięstwem zawodników z Bełchatowa 3:1. MVP spotkania wybrany został Mariusz Wlazły, który zdobył 25 pkt dla swojego zespołu. W finale PGE Skra Bełchatów pokonała Jastrzębski Węgiel 3:0, zdobywając drugi raz z rzędu i szósty w historii Puchar Polski. Zapewniła sobie w ten sposób udział w Lidze Mistrzów 2012/2013. Zawodnicy Skry Bełchatów otrzymali 6 na 7 nagród indywidualnych.