En 2011 Skate Canada International, Takahashi obtivo unha puntuación de 84.66 en programa curto e 153.21 en patinaxe libre para gañar a medalla de bronce cunha puntuación combinada de 237.87. No NHK Trophy de 2011, obtivo unha nova puntuación persoal de 90.43 para tomar a lideranza no programa curto, con 10.66 puntos por encima do seu compañeiro de equipo Takahiko Kozuka. Gañou a medalla de ouro cun total combinado de 259.75 puntos e clasificouse para a final do Gran Premio. Terminou segundo na final. Nos Campionatos de Xapón
Takahashi foi o primeiro despois do programa curto cunha puntuación de 96.05 e colocado terceiro en patinaxe libre, anotando 158.38 puntos. Con unha puntuación total de 254.60, gañou o seu quinto título nacional, terminando por diante de Takahiko Kozuka e Yuzuru Hanyu, e foi seleccionado para competir nos Campionatos do Mundo de 2012, onde gañou a medalla de prata. O público francés creu que merecera a medalla de ouro sobre Patrick Chan, que cometeu erros, incluíndo unha caída nun Axel dobre, e abucheou o resultado final. Takahashi dixo que estaba satisfeito co resultado, que non esperaba despois da súa cirurxía fóra de tempada. Takahashi rematou a tempada no World Team Trophy 2012. Estableceu novos récords persoais no programa curto, patinaxe libre e en xeral, e terminou primeiro no evento masculino. A súa puntuación de programa curto, 94,00, estableceu un novo récord como o máis alto baixo o Sistema de Xulgación ISU. Foi a primeira vitoria de Takahashi sobre Patrick Chan desde o Campionato do Mundo de 2010.