V roce 2011 na Skate Canada International získal Takahashi skóre 84.66 v krátkém programu a 153.21 ve volném bruslení, aby získal bronzovou medaili s kombinovaným skóre 237.87. Na NHK Trophy v roce 2011 získal nový osobní nejlepší skóre 90,43 a převzal vedení v krátkém programu, s 10,66 bodovým náskokem nad spoluhráčem Takahiko Kozukou. Vyhrál zlatou medaili s celkovým počtem 259,75 bodů a kvalifikoval se do finále Grand Prix. V finále skončil druhý. Na japonském mistrovství
, Takahashi byl první po krátkém programu s výsledkem 96,05 a umístil se na třetím místě ve volném bruslení, získal 158,38 bodů. S celkovým skóre 254,60 vyhrál svůj pátý národní titul, skončil před Takahiko Kozuka a Yuzuru Hanyu, a byl vybrán, aby soutěžil na mistrovství světa 2012, kde získal stříbrnou medaili. Francouzský dav věřil, že si zasloužil zlatou medaili nad Patrickem Chanem, který měl chyby, včetně pádu na dvojitý Axel, a vybouchnul konečný výsledek. Takahashi však uvedl, že je spokojen s výsledkem, který neočekával po své mimo sezónní operaci. Takahashi dokončil sezónu na World Team Trophy 2012. Nastavil nové osobní nejlepší skóre v krátkém programu, volném bruslení a celkově a skončil první v mužské soutěži. Jeho skóre v krátkém programu, 94,00, vytvořil nový rekord jako nejvyšší v historii systému hodnocení ISU. Bylo to první vítězství Takahashiho nad Patrickem Chanem od mistrovství světa v roce 2010.