Pérez begon in 2012 aan zijn tweede Formule 1-seizoen in Australië. Hij werd hier achtste, nadat hij in de laatste ronde enkele plaatsen verloor doordat zijn banden versleten waren. In Maleisië behaalde hij op het Sepang International Circuit met een tweede plaats achter Fernando Alonso zijn eerste podiumplaats in de Formule 1. Hij kwam tot 0,4 seconde achter Alonso, door een fout viel hij echter terug en moest hij zich tevreden stellen met de tweede plaats. Pedro Rodríguez was tijdens de Grand Prix van Nederland 1971 de laatste Mexicaan die in de Formule 1 op het podium stond. In Canada stond hij op het Circuit Gilles Villeneuve weer op het podium, deze keer als derde achter Lewis Hamilton en Romain Grosjean. Ook in Italië behaalde hij een podiumplaats, hij werd tweede achter Lewis Hamilton en voor Fernando Alonso.