در سال ۲۰۱۲ نولان سومین و آخرین فیلم بتمن به نام "شوالیه تاریکی برمی‌خیزد" را کارگردانی و سه‌گانه‌اش را کامل کرد. اگرچه در ابتدا برای ساخت این فیلم دچار تردید شده بود، اما پس از این که به همراه برادرش و دیوید اس. گویر داستانی برای آن ساخت، احساس کرد که می‌تواند این مجموعه را با موفقیت به پایان برساند. "شوالیه تاریکی برمی‌خیزد" در ۲۰ ژوئیه ۲۰۱۲ اکران و منتقدان آن را تحسین کردند. اندرو اوهیر از "سالون" نوشت: «اگر "شوالیهٔ تاریکی برمی‌خیزد" فیلمی فاشیستی است، مسلماً بهترین فیلم فاشیستی و تاریک‌ترین، هیجان‌انگیزترین و مشوش‌سازترین فیلمی است که تاکنون ساخته شده.» همانند قسمت قبلی، فیلم عملکرد خوبی در گیشه داشت و به سیزدهمین فیلم تاریخ تبدیل شد که از فروشش از مرز ۱ میلیارد دلار می‌گذرد. هنگام نمایش شبانهٔ این فیلم در یکی از سینماهای آرورا، کلرادو، فرد مسلحی به روی تماشاگران آتش گشود و ۱۲ نفر را کشت و ۵۸ نفر را زخمی کرد. نولان با انتشار بیانیه‌ای تأسفش را از این اتفاق ابراز کرد و آن را فاجعه‌ای غیرقابل تحمل خواند.