Op de EK van 2012 in Helsinki kwalificeerde Thorkildsen zich met zijn eerste worp voor de finale. In deze finale gooide hij bij zijn eerste poging de speer naar 81,55. Na de derde worp stopte Thorkildsen door een blessure aan zijn rechter quadricep. Door deze blessure kon hij niet genoeg snelheid in zijn aanloop leggen, waardoor hij uiteindelijk niet verder kwam dan een vierde plek.