Skryf 'n voortsetting vir hierdie paragraaf - Thomas fokus op baanfietsry vir die 2012 seisoen, wat deelneem aan die Somer Olimpiese Spele in Londen. As sodanig was die Giro d'Italia sy prioriteit, voordat hy sy fokus op die baan geskuif het. In Maart het Thomas Parys na Nice gery, waar hy Bradley Wiggins gehelp het om die algehele oorwinning te behaal. Op 4 April was Thomas 'n lid van die Britse span agtervolgingspan wat goud gewen het by die UCI-wêreldkampioenskappe in baanfietsry
in Melbourne, met 'n nuwe wêreldrekord van 3:53.295 sekondes. Hy het ook saam met Ben Swift die silwermedalje in die Madison gewen. Thomas het toe teruggekeer na die pad en die proloog van die Tour de Romandie gewen.