Die Saison 2012 eröffnete Storl mit einem Sieg in Nordhausen, bei dem er seine Hallenbestleistung um fast einen halben Meter auf 21,24 m steigerte. Bei den Deutschen Hallenmeisterschaften in Karlsruhe verteidigte er seinen Titel mit einer neuen persönlichen Bestleistung von 21,40 m erfolgreich. Damit verdrängte er auch den Polen Tomasz Majewski vom ersten Rang der europäischen Jahresbestenliste. Bei den Hallenweltmeisterschaften in Istanbul steigerte sich Storl in der Qualifikation zunächst auf 21,43 m. Im hochklassigen Finale ging er im ersten Versuch mit 21,88 m in Führung, bevor ihn der US-Amerikaner Ryan Whiting mit 22,00 m im fünften Versuch noch auf den zweiten Rang verwies.