Op 21 maart 2011 kondigde Pawlenty via Facebook aan dat hij zich verkiesbaar stelde voor het presidentschap bij de presidentsverkiezingen van 2012. Hij liet weten dat er moest worden gesneden in het sociale voorzieningenstelsel van de federale overheid en in Medicaid. Pawlenty omschreef zichzelf als "sociaal conservatief", gekant tegen abortus en tegen het besluit van het Hooggerechtshof inzake Roe v. Wade. Na een tegenvallend pre-verkiezingsdebat en een teleurstellend resultaat in de "straw poll" van Iowa in augustus 2011, liet hij op 14 augustus 2011 weten niet langer mee te dingen naar het presidentschap, nog voor de eigenlijke kandidaatsverkiezingen waren begonnen. Hij sloot zich vervolgens aan bij zijn partijgenoot Mitt Romney en werd ondervoorzitter van diens campagne. Pawlenty werd genoemd als een kandidaat voor het vicepresidentschap, maar Romney gaf hierin de voorkeur aan Paul Ryan als zijn "running mate". Vier jaar eerder, in aanloop naar de Republikeinse Conventie in 2008, was Pawlenty ook al met enige regelmaat genoemd als kandidaat voor het vicepresidentschap. John McCain, de toenmalige Republikeinse kandidaat, koos uiteindelijk echter voor Sarah Palin.