Dalam balapan terakhir musim ini, yaitu Grand Prix Brasil 2012, Hülkenberg seharusnya start dari posisi ke 7, tetapi dipromosikan ke urutan ke-6, setelah Pastor Maldonado menerima penalti 10 tempat. Pada putaran ketiga, dia telah maju dua tempat, dan pada putaran kelima, dia melewati Fernando Alonso untuk tempat ketiga. Dia pindah ke posisi kedua, ketika pembalap McLaren, yaitu Lewis Hamilton masuk ke dalam pit di lap ke-11. Hülkenberg kemudian melewati Jenson Button di awal lap ke-19 untuk memimpin. Dia dan Button memimpin 45 detik, sebelum "safety car" dikerahkan karena puing-puing di trek. Ia tetap memimpin hingga dilewati oleh Hamilton, setelah meluncur di masuk tikungan ke-8 pada lap ke-49. Pada lap ke-55, ia bertabrakan dengan Hamilton pada saat bagian belakang mobil Hülkenberg meluncur keluar saat mencoba melewatinya di Tikungan ke-1. Setelah diberi sebuah penalti "drive-through" akibat insiden itu, Hülkenberg finis di urutan kelima.