2. apríl 2012 tilkynnti Juventus að Matri hefði bætt við tveimur árum í núverandi samningi sínum til 30. júní 2017. Á öðrum tímabili sínu með félaginu vann hann 2011-12 Serie A
Hann skoraði tíu mörk í Serie A á tímabilinu, endaði tímabilið sem sameiginlegur markahæsti leikmaður Juventus í deildinni og komst einnig í úrslit Coppa Italia 2012 með félaginu. Hann skoraði jafntefli Juventus gegn titil keppinautum Milan þann 25. febrúar 2012 í 1-1 jafntefli á San Siro.