Lors de trente-neuvième édition de la Ryder Cup, en 2012, disputée sur le parcours du Medinah Country Club de Chicago, Martin Kaymer est associé à Justin Rose, pour le ' du vendredi après-midi face à la paire américaine Dustin Johnson / Matt Kuchar. Le duo européen est défait par 3 à 2 par la paire américaine. Il ne participe ensuite à aucune des rencontres de doubles. Dans les simples du dimanche, le capitaine José Maria Olazábal programme Martin Kaymer dans la onzième rencontre face à Steve Stricker. Le golfeur américain doit absolument gagner pour que son équipe puisse espérer reconquérir le trophée. Le putt du golfeur allemand sur le dix-huitième trou lui permet de remporter ce match par ', ce qui assure la victoire de l'équipe européenne. Durant cette édition, son bilan est donc de deux matchs disputés, avec une victoire et une défaite.