En 2012, il est recruté par la nouvelle équipe australienne Orica-GreenEDGE, qui intègre le WorldTour dès sa création. Il continue de courir essentiellement sur piste. Aux championnats du monde à Melbourne, il devient champion du monde de poursuite individuelle en battant en finale Jack Bobridge. Avec ce dernier, Glenn O'Shea et Rohan Dennis, il est médaillé d'argent de la poursuite par équipes, en étant battus en finale par l'équipe britannique, qui établit à cette occasion un nouveau record du monde. En août, aux Jeux olympiques de Londres, Bobridge, O'Shea, Dennis et Hepburn sont à nouveau médaillé d'argent en poursuite par équipes. Ils sont battus en finale par l'équipe britannique, qui bat à nouveau le record du monde.