Następnego roku Kvitová dołączyła do półfinałów Australian Open i French Open, przegrywając przy obu okazjach z Szarapową. Wystąpiła również w ćwierćfinale Mistrzostw Wimbledonu, gdzie była obrońcą tytułu, ale przegrała z przyszłą mistrzynią, Sereną Williams. Wraz z Tomaszem Berdychem wygrali Puchar Hopmana
, dając Republice Czeskiej drugi tytuł Pucharu Hopmana. Osiągnęła również finałową ósemkę na Letnich Igrzyskach Olimpijskich, a także została uznana za mistrzynię US Open Series po zdobyciu tytułów w Montrealu i New Haven. Kvitová zakończyła 2012 jako nr 8 na świecie. Najważniejsze momenty sezonu 2013 Kvitová obejmują zdobycie tytułów w Dubaju i Tokio, a także występy w ćwierćfinałach i półfinałach na Mistrzostwach Wimbledonu i Mistrzostwach WTA Tour. Zakończyła 2013 jako nr 6 na świecie.