Andika mwendelezo wa aya hii - Romo alifanya vizuri sana kuanza msimu wa 2012 na hakuruhusu kukimbia kulipwa hadi Mei 17, 2012. Baada ya Brian Wilson kufanyiwa upasuaji wa Tommy John mwezi Aprili, Santiago Casilla alipewa jukumu la karibu. Casilla alibadilisha nafasi 20 kati ya 21 alizozipata lakini akaharibu nafasi tano kati ya tisa alizozipata, akiweka ERA ya 7.71 kuanzia Juni 23 hadi Agosti 7. Bochy alitangaza mnamo Agosti 7 kwamba Giants watatumia mkakati wa "bullpen na kamati", na Romo, Javier López, na Jeremy Affeldt wakitoa inning mbili za mwisho za mechi za karibu, kulingana na wapigaji ambao wangekabili. Romo na López walipokea nafasi nyingi za kuokoa; Affeldt alikuwa na moja tu baada ya hatua hiyo. Kuanzia wakati huo hadi mwisho wa msimu, Romo alibadilisha nafasi tisa kati ya tisa za kuokoa na akachapisha ERA ya 1.33. Romo alionekana katika michezo 69 ya msimu wa 2012, kupata 14 anaokoa na 1.79 ERA, ambayo ilikuwa ya nne kati ya NL relievers na trailed tu Craig Kimbrel (1.01), Aroldis Chapman (1.51) na Eric O'Flaherty (1.73). Ingawa alikuwa amekuwa karibu na mwisho wa mwaka, alishinda Tuzo ya Gibby kwa kuwa MLB's Setup Man of the Year. Giants walishinda NL West; katika NLDS dhidi ya Cincinnati Reds, Romo alionekana katika michezo mitatu, akishinda mchezo wa 3 na kuokoa mchezo wa 5. Alipiga katika ushindi wote wa Giants katika NLCS
dhidi ya St. Louis Cardinals lakini hakuweza kupata nafasi moja ya kuokoa. Walakini, katika Mfululizo wa Dunia dhidi ya Detroit Tigers, alionekana mara tatu na kurekodi kuokoa katika kila mmoja wao. Alipiga inning ya mwisho ya kuamua mchezo wa 4 na kugonga tatu moja kwa moja, pamoja na Miguel Cabrera kwa nje ya mwisho na ushindi wa Giants. Katika mashindano ya World Series, Romo alipiga inning tatu kamili na alikuwa na strikeouts tano.