A 2011-es Skate Canada International versenyen Takahashi 84,66 pontot szerzett a rövid programban és 153,21 pontot a szabad korcsolyázásban, hogy bronzérmet nyerjen 237,87 ponttal. A 2011-es NHK Trophy-n új személyes legjobb pontszámot ért el, 90,43-ot, hogy a rövid programban vezető szerepet kapjon, 10,66 ponttal vezetve a csapattársa, Takahiko Kozuka felett. Az aranyérmet 259,75 ponttal nyerte el, és a Grand Prix döntőjére jutott. Második lett a döntőben. A japán bajnokságon
, Takahashi 96,05 ponttal az első volt a rövid program után, és a szabad korcsolyázásban harmadik lett, 158,38 pontot szerzett. Összesen 254,60 ponttal ötödik országos címét nyerte, Takahiko Kozuka és Yuzuru Hanyu előtt végzett, és kiválasztották a 2012-es világbajnokságra, ahol ezüstérmet nyert. A francia közönség azt hitte, hogy megérdemelte az aranyérmet Patrick Chan felett, aki hibákat követett el, beleértve a dupla Axel-re esést, és kifújta a végső eredményt. Takahashi azonban elmondta, hogy elégedett az eredménnyel, amit nem számított a szezonon kívüli műtétje után. Takahashi a 2012-es World Team Trophy-n fejezte be a szezont. Új személyes rekordot állított fel a rövid programban, a szabad korcsolyázásban és a teljes körben, és első lett a férfi versenyen. A rövid program eredménye, 94.00, új rekordot állított fel, mint a legmagasabb az ISU bíráló rendszerében. Ez volt Takahashi első győzelme Patrick Chan ellen a 2010-es világbajnokság óta.