Li aloitti kauden 2012 Hopman Cupissa.
Hän voitti kaikki kolme yksittäistapailua Marion Bartolia, Anabel Medina Garrigesia ja Jarmila Gajdošovaa vastaan. Hän voitti ensimmäisen kerran Anabel Medina Garriguesia vastaan. Se oli paluu hänen muodossaan sen jälkeen, kun hän oli kärsinyt tappioista ja varhaisista kierroksista lähes kaikissa hänen turnauksissaan vuoden 2011 jälkipuoliskolla Roland Garrosin voiton jälkeen. Li pelasi sitten Sydneyssä puolustaakseen titteliään. Hän voitti Ekaterina Makarovan, Chanelle Scheepersin ja Lucie Šafářovan pääsemään semifinaaliin. Semifinaalissa hän palasi yhden setin jälkeen voittaakseen maailman toiseksi paras Petra Kvitová, turnauksen suosikkivoittaja. Li ei pystynyt puolustamaan mestaruuttaan finaalissa, ja hävisi Victoria Azarenkalle kolmessa setissä.