Il 31 luglio 2012 Pence fu ceduto ai San Francisco Giants in cambio di Nate Schierholtz e dei prospetti delle minor league Tommy Joseph e Seth Rosin. A fine stagione vinse con i Giants le prime World series della sua carriera. Concluse la stagione 2012 con 59 partite giocate, una media battuta di .219, 45 punti battuti a casa e 7 fuoricampo.