Apre la stagione 2012 mettendo a referto numerosi risultati: tra marzo e aprile si piazza infatti ottavo alla Parigi-Nizza e secondo alla Dwars door Vlaanderen, vince la cronometro e la classifica generale della Driedaagse De Panne - Koksijde ed è quindi decimo al Giro delle Fiandre, contribuendo al successo del suo capitano Boonen. In giugno si laurea per la quarta volta campione nazionale a cronometro, successivamente prende il via al Tour de France: in quella "Grande Boucle" riesce a classificarsi terzo nel cronoprologo di Liegi, battuto da Bradley Wiggins e dal poi vincitore Fabian Cancellara. In estate partecipa ai Giochi olimpici di Londra, come già nel 2004 ad Atene, gareggiando sia nella prova in linea che in quella a cronometro.