Dimitrov va començar la seva temporada de 2012 competint a la Copa Hopman
al costat de Tsvetana Pironkova. El seu equip va ser derrotat per la República Txeca 1<unk>2, després de guanyar un partit en dobles mixtes però va perdre els seus partits individuals. Després, el seu equip va derrotar a Dinamarca 2 a 1. Contra els EUA, Dimitrov va derrotar a Mardy Fish en sets rectes en la seva primera victòria (tot i que no va ser una victòria oficial de l'ATP) contra un jugador del Top 10.