Sisäratojen MM-kilpailuissa Istanbulissa 2012 Storl sijoittui toiseksi ennätyksellään 21,88 m. Helsingin EM-kisoissa 2012 hän voitti kultaa tuloksella 21,58 m ja voitti toiseksi tulleen Rutger Smithin yli metrin erolla. Lontoon olympialaisissa 2012 Storl sijoittui toiseksi häviten Tomasz Majewskille kolmella senttimetrillä. Storl työnsi kilpailussa ensimmäisellään ennätyksensä 21,84 m ja paransi toisellaan vielä tulokseen 21,86 m. Majewski ohitti hänet kolmannella kierroksella työnnettyään 21,87 m ja parantaen vielä viimeisellä kierroksella tulokseen 21,89 m. Moskovan MM-kilpailuissa 2013 Storl voitti maailmanmestaruuden tuloksella 21,73 m.