W mistrzostwach Europy w Polsce i na Ukrainie (2012) rozegrał cztery mecze. W spotkaniu grupowym z Rosją (1:4) wpuścił cztery gole, w pojedynku z Grekami (2:1) wypuścił piłkę z rąk po dograniu jej w jego pole karne, po czym napastnik rywali strzelił bramkę. Z kolei w pojedynkach z Polską (1:0) i Portugalią (0:1, ćwierćfinał) media chwaliły jego grę – wielokrotnie bronił strzały z bliska i z dystansu oraz pewnie wyłapywał dośrodkowania. 26 marca 2013 roku, Čech dołączył do elitarnego klubu "100", oznaczający przekroczenie 100 występów dla reprezentacji narodowej. Był to mecz z Armenią, gdzie Czechy zwyciężyły 3-0. 17 listopada 2015 roku w meczu z Polską (1:3) Čech zagrał po raz 118 w narodowych barwach. Tym samym wyrównał rekord Karela Poborskiego pod względem liczby występów w reprezentacji. 27 maja 2016 występując w wygranym 6:0 meczu z Maltą został samodzielnym rekordzistą. 8 lipca 2016 Petr Čech poinformował, że kończy karierę reprezentacyjną.