Citroën samdi við Neuville fyrir 2012 World Rally Championship, keyrði valda keppni í Citroën DS3 WRC fyrir yngri lið sitt. Á tímabilinu gerði Neuville heimsmótið sitt í raðhlaupum. Á upphafsmótinu í Monte Carlo
Neuville féll úr keppninni snemma. Hann var markalaus fram að fjórðu umferðinni í Portúgal þar sem hann endaði í áttunda sæti. Fyrir Portúgal hafði hann unnið sinn fyrsta stigsigur í Mexíkó. Í Argentínu var hann í fimmta sæti, þrátt fyrir að velta bílnum sínum snemma í keppninni. Niðurstöður Neuville höfðu hingað til verið þrengdar af notkun Rally 2-reglna. Fyrsta mistöklaust mót hans var í Acropolis þar sem hann var sjötti. Tímabil Neuville var ekki með Nýja Sjálandi með Citroën Junior Team, en þar sem Nasser Al-Attiyah í Qatar World Rally Team meiddist og gat ekki keppt, skipti Neuville honum fyrir Qatar liðið í atburðinum. Hann var að berjast um fimmta sæti með öðrum World Rally Car-rookie Ott Tänak, með Neuville að lokum tryggja stöðu vegna Tänak að hætta. Hann skoraði engin stig í Finnlandi eftir að hafa hrunið úr sjötta sæti. Hann var nálægt stigamóti í næsta mót í Þýskalandi, en eins og í Finnlandi, var hann utan stiganna vegna hruns. Hann kom aftur í stigin með því að ljúka sjöunda í Wales. Besta árangur hans á tímabilinu kom í Frakklandi, þar sem hann leiddi World Rally-keppni í fyrsta skipti í ferlinum og endaði í fjórða sæti, eftir marga stigasigur. Önnur ferð fyrir liðið frá Katar á Sardíníu, fyrri síðasta mótið á tímabilinu, þýddi að Neuville keppti á öllu tímabilinu. Hann var utan stiganna á Sardíníu, sem og í Catalunya, síðasta mótið á tímabilinu, vegna atvika á báðum mótunum. Hann endaði tímabilið í sjöunda sæti.