мини|Церемонија доделе победничког пехара у Торонту Тениска сезона Новака Ђоковића у 2012. години званично је почела 2. јануара 2012. Током сезоне, Ђоковић је бранио титуле на десет турнира, али је успео да их одбрани само на три: Отвореном првенству Аустралије и Мастерсима у Мајамију и Торонту. Међутим, освојио је три нова турнира: Мастерс у Шангају, АТП 500 турнир у Пекингу и АТП завршни шампионат. Остварио је однос победа и пораза 75:12 (86,2%). Ђоковића је 8. јула на првом месту АТП листе претекао Роџер Федерер, али је српски тенисер успео да поврати ту позицију 5. новембра, и да тако другу узастопну годину заврши на првом месту.
Ток сезоне Рана сезона на тврдој подлози Ђоковић је започео сезону на Отвореном првенству Аустралије. Победио је у првој рунди Паола Лоренца, а затим и Сантјага Гиралда, Николаса Мауа и Лејтона Хјуита. У четвртфиналу победио је Давида Ферера у три сета. У полуфиналу, Ђоковић је победио Ендија Марија у пет сетова после 4 сата и 50 минута игре. У финалу, Ђоковић је после 5 сати и 53 минута игре у пет сетова победио Рафаела Надала. То је најдуже одиграно финале у историји гренд слемова. Меч је био толико напоран, да су после церемоније Ђоковић и Надал добили интравенозну инфузију у колима хитне помоћи, која су веч чекала испред Род Лејвер арене.
Ђоковић је тад по први пут у каријери успео одбранити титулу на једном гренд слему.
Следећи турнир на којем је Ђоковић бранио титулу било је Тениско првенство Дубаија, где је изгубио у полуфиналу од Ендија Марија са 2:6, 5:7.
Уследило је Отворено првенство Индијан Велса. У првом колу је био слободан, па је победио Голубјева, Андерсона, Андухара и Алмагра. У полуфиналу је изгубио од једног од највиших тенисера света, Џона Изнера, са 6:7(7), 6:3, 6:7(5).
После тога је дошао други Мастерс турнир у сезони, Отворено првенство Мајамија. Ђоковић је победио Багдатиса, Троицког, Гаскеа, Ферера и Монака, да би се у финалу реванширао Марију за пораз у Дубаију са 6:1, 7:6(4). Ова титула је карактеристична по томе што је Ђоковић тада први пут у каријери освојио Мастерс без изгубљеног сета, а и по томе што је то први пут у његовој каријери успео да одбрани титулу на једном турниру из 1000 серије.
Сезона шљаке После Мајамија Ђоковић је одлучио да учествује на Мастерсу у Монте Карлу, и у другом колу је победио Андреаса Сепија. Пред меч осмине финала добио је вест о смрти свога деде, и, после изгубљеног првог сета, успео је да добије Долгополова. Затим је победио Хасеа, а у полуфиналу Томаша Бердиха. У финалу је изгубио од Рафаела Надала са 3:6, 1:6. Шпанац је тиме прекинуо серију од седам узастопних пораза у међусобним сусретима са Ђоковићем. После договора са породицом Ђоковић је одлучио да прескочи турнир у Београду. мини|Новак Ђоковић на Ролан Гаросу 2012. Потом је Ђоковић учествовао на Мастерсу у Мадриду, на новој плавој шљаци. У првом колу је био слободан, а у другом је савладао Данијела Гимено-Травера, у трећем Вавринку. У четвртфиналу је изгубио од земљака Јанка Типсаревића 6:7(2), 3:6.
Следећи Мастерс играо се у Риму. Опет је у првом колу био слободан. Затим је победио Томића, Монака, Цонгу и Федерера. У финалу се састао са Рафаелом Надалом. Меч је био померен за понедељак због кише. Надал је славио у два сета.
Затим је Ђоковић учествовао на другом гренд слему у сезони, Ролан Гаросу. Победио је Потита Стараћеа, Блажа Кавчича и Николаса Девилдера. У осмини финала савладао је Сепија, иако је губио са 2:0 у сетовима. У четвртфиналу се састао са Жоом-Вилфридом Цонгом. Ђоковић је однео побду са 3:2 у сетовима и спасао 4 меч-лопте. У полуфиналу, је као и прошле године, играо против Федерера, али овог пута је Србин победио у три сета. У финалу се састао са великим ривалом, Надалом. Обојица су имала историјску шансу, Ђоковић да освоји четврти узастопни гренд слем, што Надал и Федерер никад нису успели, а Надал да освоји седми Ролан Гарос и претекне легендарног Бјерна Борга. Меч је два пута био прекинут због кише. После другог прекида одлучено је да се настави следећег дана. Игра је прекинута при вођству 2:1 по сетовима за Надала. Следећег дана Ђоковић је изгубио четврти сет и Надал је славио са 6:4 6:3 2:6 7:5, чиме је постао играч са највише освојених титула на Ролан Гаросу.
Вимблдон и Олимпијске игре Две недеље касније почео је трећи гренд слем у сезони, Вимблдон, где је Ђоковић бранио прошлогодишњу титулу. У првом колу победио је Хуана Карлоса Ферероа, а у другом Рајана Харисона, обојицу у три сета. Следећи противник је био Радек Штепанек, кога је савладао са 3:1 у сетовима. У осмини финала играо је против земљака Виктора Троицког и победио у три сета, 6:3, 6:1, 6:3. У четвртфиналу се састао са Немцом Флоријаном Мајером, кога је такође победио у три сета, 6:4, 6:1, 6:4. У полуфиналу је, међутим, изгубио од Роџера Федерера са 3:6, 6:3, 4:6, 3:6. Након што је Федерер поразио Ендија Марија у финалу, претекао је Ђоковића на првом месту АТП листе.
Новак Ђоковић је носио заставу Србије приликом церемоније отварања Летњих олимпијских игара 2012. у Лондону.
На Олимпијским играма је у конкуренцији парова играо са Виктором Троицким, али су елиминисани у првом колу, после пораза од шведског пара Брунстром—Линтштедт. У првом колу мушке појединачне конкуренције савладао је Фабија Фоњинија након преокрета после изгубљеног првог сета. У другом колу је играо против Ендија Родика, победивши са 6:2, 6:1. У осмини финала победио је Лејтона Хјуита са 4:6, 7:5, 6:1. Прошао је у полуфинале савладавши Цонгу, 6:1, 7:5. У полуфиналу је изгубио од каснијег победника Ендија Марија са 5:7, 5:7, а затим и од Дел Потра у борби за бронзану медаљу (5:7, 4:6).
Америчка серија На Роџерс купу у Канади Ђоковић је одбранио прошлогодишњу титулу. На путу до финала савладао је Бернарда Томића, Сема Кверија, Томија Хаса и Јанка Типсаревића. У финалу је победио Гаскеа са 6:3, 6:2.
Следећи турнир је игран у Синсинатију, где је Ђоковић стигао до финала. Победио је Сепија, Давиденка (који му је предао меч) и Чилића. У полуфиналу се састао са Дел Потром и победио га резултатом 6:3, 6:2. У финалу је, међутим, изгубио од Федерера са 0:6, 6:7(7).
На Отвореном првенству САД Ђоковић је без изгубљеног сета поразио Лоренција, Силву, Бенетоа, Вавринку и Дел Потра, дошавши тако до полуфиналног меча са Ферером. Први сет је прекинут због торнада у Њујорку, при вођству Ферера 5:2РТС, Њујорк уживо: Торнадо у Квинсу, Приступљено 16. 1. 2013. Меч је настављен следећег дана. Шпанац је успео да добије први сет, али се тада Ђоковић вратио у игру и победио резултатом 2:6, 6:1, 6:4, 6:2. На Ђоковићевом трећем узастопном финалу овог турнира противник је био Мари. После велике борбе у пет сетова, Британац успева да освоји свој први гренд слем трофеј и, у одсуству Надала, пређе на 3. место АТП листе. Коначан резултат био је 6:7(10), 5:7, 6:2, 6:3, 2:6.
Касна сезона на тврдој подлози Ђоковић је по трећи пут освојио турнир у Пекингу (АТП 500). Четврту титулу у години узео је након што је савладао Михаела Берера, Карлоса Берлока, Јиргена Мелцера, Флоријана Мајера и Жоа-Вилфрида Цонгу (7:6(4), 6:2).
Одмах затим Ђоковић је освојио и Мастерс турнир у Шангају, први пут у каријери. Без изгубљеног сета је савладао Димитрова, Лопеза, Хаса и Бердиха (био је слободан у првом колу). У финалу се по 16. пут састао са Маријем. Иако је Британац имао пет меч-лопти, Ђоковић се вратио у игру и славио са 5:7, 7:6(11), 6:3.
мини|Ђоковић у финалу завршног турнира у Лондону против Федерера. Наступ у Базелу је отказао. У Паризу је био слободан у првом колу, а у другом га је, у три сета, победио Сем Квери.
Ђоковић је 5. новембра 2012. повратио прву позицију на АТП листи, након што је Федерер одустао од учешћа на Мастерсу у Паризу, који је освојио прошле године.
На завршном турниру сезоне, у Лондону, Ђоковић је био постављен за првог носиоца. Распоређен је у А групу са Ендијем Маријем (3), Томашом Бердихом (5) и Жоом Вилфридом Цонгом (7). Ђоковић је прошао групу као први са све три победе (две са 2:0 и једном 2:1). У полуфиналу се састао са Дел Потром, другопласираним из Б групе. Победио је у три сета, 4:6, 6:3, 6:2. У финалу је играо против Роџера Федерера који је у другом полуфиналу елиминисао Марија. Иако је Федерер повео у првом сету са 3:0, Ђоковић се вратио и освојио сет у тај-брејку. И у другом сету је Федерер имао брејк предности, али је на крају победио Ђоковић. Коначни резултат је био 7:6(6), 7:5. То је био Ђоковићев други освојени АТП завршни шампионат у каријери.
Егзибициони мечеви После завршетка професионалног дела сезоне, Ђоковић је у Рио де Жанеиру одиграо егзибициони меч против бившег бразилског првог играча света, Густава Киртена. Киртен је победио у два сета.
Сви мечеви
Појединачна конкуренција {| class="wikitable" |- style="font-weight:bold" | style="width:225px;"|<center> Турнир | style="width:15px;"|<center> # | style="width:10px;"|<center> Рунда | style="width:175px;"|<center> Противник | style="width:25px;"| <center> Ранг противника | style="width:50px;"|<center> Исход | style="width:210px;"|<center> Резултат |- | rowspan="8" style="background:#e5d1cb; text-align:left; vertical-align:top;"| Отворено првенство Аустралије Мелбурн, Аустралија Гренд слем турнир Тврда подлога 16. јануар 2012. |- | <center> 1 | style="background:#afeeee;" |<center> 1K | Паоло Лоренци | <center> 109 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:2, 6:0, 6:0 |- | <center> 2 | style="background:#afeeee;" |<center> 2К | Сантјаго Гиралдо | <center> 56 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:3, 6:2, 6:1 |- | <center> 3 | style="background:#afeeee;" |<center> 3К | Николас Маи | <center> 81 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:0, 6:1, 6:1 |- | <center> 4 | style="background:#afeeee;" |<center> 4К | Лејтон Хјуит | <center> 181 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа |6:1, 6:3, 4:6, 6:3 |- | <center> 5 | style="background:#ffebdc;" |<center> ЧФ | Давид Ферер | <center> 5 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:4, 7:6(4), 6:1 |- | <center> 6 | style="background:yellow;" |<center> ПФ | Енди Мари | <center> 4 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:3, 3:6, 6:7(4). 6:1, 7:5 |- | <center> 7 | style="background:lime;" |<center> П | Рафаел Надал | <center> 2 | style="background:lime;"|<center>Победа | 5:7, 6:4, 6:2, 6:7(5), 7:5 |- | rowspan="5" style="background:#d0f0c0; text-align:left; vertical-align:top;"| Тениско првенство Дубаија Дубаи, Уједињени Арапски Емирати ATП 500 серија Тврда подлога 27. фебруар 2012. |- | <center> 8 | style="background:#afeeee;" |<center> 1К | Седрик-Марсел Штебе | <center> 72 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:4, 6:2 |- | <center> 9 | style="background:#afeeee;" |<center> 2К | Сергиј Стаховски | <center> 74 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 7:6(5), 6:3 |- | <center> 10 | style="background:#ffebdc;" |<center> ЧФ | Јанко Типсаревић | <center> 9 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:1, 7:6(6) |- | <center> 11 | style="background:yellow;" |<center> ПФ | Енди Мари | <center> 4 | style="background:#ffecb2;"|<center> Пораз | 2:6, 5:7 |- | rowspan="7" style="background:#dfe2e9; text-align:left; vertical-align:top;"| Отворено првенство Индијан Велса Индијан Велс, Калифорнија, САД AТП Мастерс 1000 серија Тврда подлога 5. март 2012.
| style="background:#afeeee;" |<center> 1К | colspan="4" style="text-align:center;"| слободан |- | <center> 12 | style="background:#afeeee;" |<center> 2К | Андреј Голубјев | <center> 145 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:3, 6:2 |- | <center> 13 | style="background:#afeeee;" |<center> 3К | Кевин Андерсон | <center> 30 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:2, 6:3 |- | <center> 14 | style="background:#afeeee;" |<center> 4К | Пабло Андухар | <center> 45 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:0, 6:7(5), 6:2 |- | <center> 15 | style="background:#ffebdc;" |<center> ЧФ | Николас Алмагро | <center> 12 | style="background:#98fb98;"|<center> Победа | 6:3, 6:4 |- | <center> 16