Setelah musim 2011, Giants kembali menandatangani López untuk kontrak dua tahun, $ 8,5 juta. Pada tanggal 6 Juli 2012, López menyerah homerun pertamanya sejak bergabung dengan Giants pada tahun 2010 ketika ia mengizinkan home run 457 kaki untuk Pedro Álvarez dalam kemenangan 6 <unk> 5 atas Pirates. Itu membawa ERA-nya menjadi 4.00, tapi dia mencatat ERA 1.00 selama 32 pertandingan terakhirnya. Setelah perjuangan oleh Santiago Casilla (yang telah menggantikan Wilson yang terluka sebagai penutup Giants), manajer Giants Bruce Bochy mengumumkan pada tanggal 7 Agustus bahwa Giants akan pergi ke strategi "bullpen oleh komite", dengan López, Sergio Romo, dan Jeremy Affeldt melemparkan dua inning terakhir pertandingan yang ketat, tergantung pada pemukul mana yang akan mereka hadapi. Romo dan López menerima sebagian besar kesempatan menyelamatkan; Affeldt hanya memiliki satu menyelamatkan setelah itu. López menerima enam kesempatan menyelamatkan setelah 7 Agustus dan mengubah masing-masing dari mereka. Dalam 70 pertandingan, López memiliki rekor 3<unk>0, ERA 2.50, dan 28 strikeout dalam 36 inning saat mengubah tujuh dari sembilan kesempatan menyelamatkan. Dia terjebak 87.9% pelari yang diwariskan, skor terbaik ketiga di NL. López tampil lima kali di NLDS dan NLCS
, tidak memungkinkan berjalan sebagai Giants memenangkan kedua seri tersebut. Dia tidak pitch di World Series tetapi memenangkan karir ketiga World Series cincin sebagai Giants menyapu Detroit Tigers.