Dimitrov aloitti kauden 2012 ottamalla Hopman Cupia.
Tsvetana Pironkovan rinnalla. Heidän joukkueensa voitti Tšekin tasavalta 1<unk>2, kun he voittivat ottelun seka-paripelissä, mutta hävisivät yksittäiset ottelunsa. Sen jälkeen heidän joukkueensa voitti Tanskan 2-1. USA:ta vastaan Dimitrov hävisi Mardy Fishin suorassa setissä ensimmäisessä voitossaan (vaikka ei virallisessa ATP-voittossaan) Top 10 -pelaajaa vastaan.