Dňa 2. apríla 2012 Juventus oznámil, že Matri predĺžil svoju súčasnú zmluvu o dva roky do 30. júna 2017. Počas svojej druhej sezóny v klube vyhral 2011/12 Serie A.
Titul pod novým manažérom Antonio Conte, ktorý v tej sezóne strelil desať gólov v Serie A, skončil sezónu ako spoločný najlepší strelec Juventusu v lige a tiež sa s klubom dostal do finále Coppa Italia v roku 2012. Najmä zaznamenal vyrovnávací gól Juventusu proti titulovým súperom Milánu 25. februára 2012 v remíze 1:1 na San Sirovi.