Scrivi una continuazione per questo paragrafo - Nagatomo ha iniziato la sua seconda stagione all'Inter Milan giocando 62 minuti nella Serie A di apertura
La partita contro il Palermo, si è conclusa con una sconfitta da 4 a 3. Il 27 settembre 2011, Nagatomo ha fornito un assist a Giampaolo Pazzini con una moschetta alla noce Aleksei Berezutski prima di guidare la palla attraverso la porta durante la vittoria 3 × 2 contro il CSKA di Mosca nella seconda partita della fase a gironi della Champions League. Ha segnato il suo primo gol della stagione il 10 dicembre 2011 durante la vittoria di casa 2 a 0 contro la Fiorentina nella giornata 15 della Serie A. È stato nuovamente nella scheda tre giorni dopo quando ha portato a casa una croce di Ricky Álvarez nella vittoria di casa 1 a 0 contro il Genoa. Nell'ultima partita del 2011 contro il Lecce in casa, Nagatomo ha prodotto una prestazione "man of the match" fornendo due assist in un'eventuale vittoria da 4 a 1.