Sélectionné pour représenter son pays aux Jeux olympiques de Londres, Ferrer échoue dans sa quête de médaille en s'inclinant au troisième tour du tournoi de simple face à Kei Nishikori (0-6, 6-3, 4-6). Il échoue également à la quatrième place dans le tournoi de double où il était associé à Feliciano López. Fatigué, Ferrer ne prend pas part au Masters du Canada et s'incline dès le premier tour de celui de Cincinnati face à Stanislas Wawrinka (4-6, 1-6). Néanmoins, il commence très bien l'US Open en atteignant aisément les quarts de finale en éliminant notamment Lleyton Hewitt (7-6, 4-6, 6-3, 6-0) en 3 h 15 et le mondial, Richard Gasquet (7-5, 7-6, 6-4) en trois heures. Il se qualifie en demi-finale au terme d'un combat de titan face au mondial, Janko Tipsarević (6-3, 6-7, 2-6, 6-3, 7-6) en 4 h 36 après avoir remonté un handicap de deux manches à une. Au match suivant, il affronte un autre Serbe le mondial, Novak Djokovic mais échoue aux portes de la finale, battu (6-2, 1-6, 4-6, 2-6) après 2 h 33 de jeu.