El año siguiente, Kvitová llegó a las semifinales de los Abiertos de Australia y Francia, cayendo en ambas ocasiones ante Sharapova. También llegó a los cuartos de final en el Campeonato de Wimbledon, donde fue la campeona defensora, pero cayó ante la eventual campeona Serena Williams. Junto con Tomáš Berdych, ganaron la Copa Hopman
, dando a la República Checa su segundo título de la Copa Hopman. También llegó a los últimos ocho en los Juegos Olímpicos de Verano y también fue coronada campeona de la Serie Abierta de Estados Unidos después de ganar títulos en Montreal y New Haven. Kvitová terminó 2012 como la número 8 del mundo. Los aspectos más destacados de la temporada 2013 de Kvitová incluyen títulos ganados en Dubai y Tokio, junto con apariciones en cuartos de final y semifinales en los Campeonatos de Wimbledon y Campeonatos del WTA Tour, respectivamente. Terminó 2013 como la número 6 del mundo.