Musim 2012 menjadi salah satu musim terbaik tim Sauber. Di seri Malaysia Perez tampil luar biasa di tengah trek basah. Ia membayangi Fernando Alonso sepanjang lomba dan bahkan sempat mengancam pimpinan balapan tersebut menjelang akhir balapan. Sebuah kesalahan kecil yang ia lakukan akhirnya membuat Perez harus puas finis sebagai runner-up di GP Malaysia. Perez kemudian meraih dua podium lainnya yaitu di Kanada dan Iralia sebelum kemudian hengkang ke McLaren di akhir musim. Sementara itu Kamui Kobayashi sukses mencatat podium di Jepang. Ironisnya di akhir musim kontraknya tidak lagi diperpanjang oleh tim.