Escribe unha continuación para este parágrafo - Nos Campionatos do Mundo de 2012
que tivo lugar no país natal de Meares, Australia, en Melbourne, Meares foi o favorito para tres medallas de ouro. No sprint por equipos, Meares gañou a prata mentres Alemaña estableceu dous récords mundiais no evento. Na cualificación para o sprint individual, Meares rompeu o récord mundial para os 200 metros voando. Meares completou as súas catro voltas en só 10.782 segundos, cortando 11 milésimas de segundo da marca de Simona Krupeckaite. Na semifinal, Meares enfrontouse ao seu antigo rival Pendleton. Pendleton chocou coa australiana na súa primeira tempada e terminou no chan antes de que Meares fose relegada da segunda por saír do seu carril. Na final decisiva, Pendleton gañou nun final fotográfico, con Meares conformándose co bronce despois de derrotar a Lyubov Shulika. No keirin, Meares gañou as súas dúas carreiras clasificatorias antes de chegar á final, onde resistiu á rusa Ekaterina Gnidenko e á alemá Kristina Vogel para gañar o primeiro dos dous campionatos do mundo en Melbourne. Meares estableceu o seu segundo récord mundial nos campionatos no seu último evento. Meares rexistrou 33.010 segundos para romper o récord por 0,286 de segundo que anteriormente estaba en Simona Krupeckaite. Co tempo Meares gañou o seu segundo título do campionato e igualado o récord de Felicia Ballanger de dez títulos mundiais.