L'anno successivo, Kvitová raggiunse le semifinali degli Australian Open e dei French Open, perdendo in entrambe le occasioni contro Sharapova. Ha anche raggiunto i quarti di finale ai Campionati di Wimbledon, dove era la campionessa in carica, ma è caduta contro l'eventuale campionessa Serena Williams. In coppia con Tomáš Berdych, hanno vinto la Hopman Cup
, dando alla Repubblica Ceca il suo secondo titolo di Coppa Hopman. Ha anche raggiunto gli otto ultimi alle Olimpiadi estive ed è stata anche incoronata campionessa della US Open Series dopo aver vinto i titoli a Montreal e New Haven. Kvitová ha chiuso il 2012 come numero otto del mondo. I punti salienti della stagione 2013 di Kvitová includono la vittoria di titoli a Dubai e Tokyo, insieme a apparizioni in quarti di finale e semifinale ai Campionati di Wimbledon e ai Campionati del WTA Tour, rispettivamente. Ha terminato il 2013 come numero 6 del mondo.