1届世乒赛单打比赛，再次向大满贯发起冲击，但在半准决赛以1:4负于新锐马龙，再次和世乒赛男单冠军擦肩。而在双打比赛中，马琳和陈玘的前世乒赛和奥运的冠军组合，在决赛中以1:4输给了队友马龙/许昕，无缘冠军。2012年，马琳入选中国男子乒乓球队征战多蒙特团体世乒赛阵容，再次随队获得冠军。虽然此时的马琳仍是国家队中不可或缺的一员，但由于状态已随年龄的增大而日渐下滑，马琳最终落选了同年8月的伦敦奥运参赛阵容，但仍以陪练队员身份随队出征奥运乒乓球比赛。2013年第52届世乒赛期间，马琳宣布将在本届比赛后退出国