Novament va començar la temporada disputant la Copa Hopman junt a Laura Robson però foren eliminats durant la fase de grups, tot i que Murray va guanyar tots els partits individuals. En l'Open d'Austràlia va repetir el mateix resultat que l'any anterior sent finalista però aquest cop contra Đoković. Seguidament va enganxar una ratxa negativa amb derrotes en els primers partits a Rotterdam, Indian Wells i Miami, i decidí trencar amb el seu entrenador Àlex Corretja. A Rotterdam també va disputar el quadre de dobles junt al seu germà Jamie Murray arribant a semifinals. Va tornar al circuit disputant el torneig de Montecarlo, arribant a semifinals fins a trobar-se a Nadal. A Madrid fou eliminat a tercera ronda mentre que a Roma va arribar a semifinals. En el Roland Garros va millorar el seu millor resultat arribant a semifinals però el va derrotar Nadal, dominador sobre terra batuda. La primera alegria de l'any arribà al torneig de Queen's, on superà a Tsonga en la final. A Wimbledon arribà a semifinals on va caure davant Nadal. A Canadà, on defensava dos títols consecutius, no va passar de segona ronda en ser derrotat per Kevin Anderson. Es va refer en imposar-se en la final de Cincinnati contra Đoković. En el US Open fou derrotat novament per Nadal en semifinals, tercera semifinal de Grand Slam del 2011 consecutiva on era derrotat per Nadal. Posteriorment s'imposà en els torneigs menors de Bangkok i Tòquio davant Donald Young i Nadal, primera vegada que el superava aquest any. També va disputar el quadre de dobles junt al seu germà i s'imposaren en la final, esdevenint l'únic tennista de l'any en guanyar ambdós títols en el mateix torneig. A Xangai va reeditar el títol derrotant a David Ferrer en la final. Aquest es va venjar en el primer de partit de la fase de grups del ATP World Tour Finals i Murray es va retirar del torneig per una lesió. Novament acabà la temporada en el quart lloc del rànquing individual per quart any consecutiu.