Il 3 febbraio 2012 viene confermato dalla HRT anche per il campionato 2012 accanto allo spagnolo Pedro de la Rosa; la stagione è molto deludente, con la mancata qualifica al primo gran premio. Al Gran Premio d'Italia riesce per la prima volta in stagione a precedere in qualifica il suo compagno di squadra, risultato che ripeterà anche a Singapore. Tuttavia in gara il pilota indiano non riuscirà mai a precedere il compagno, con tempi di oltre un secondo al giro più lento sul ritmo di gara rispetto allo spagnolo; in Corea Narain finisce la sua qualifica dopo sei minuti a causa di un testacoda, mentre ad Abu Dhabi rimane coinvolto in uno spettacolare ma pericoloso incidente con Nico Rosberg, che nel tentativo di sorpassarlo gli piomba addosso sfiorandogli la testa, ma per fortuna i piloti escono illesi dalle rispettive vetture. Narain termina la sua seconda stagione in HRT al 24º posto con 0 punti, precedendo il compagno di squadra solo grazie al 15º posto ottenuto a Monte Carlo. Rimasto senza volante, a fine stagione decide di ritirarsi dalla Formula 1.