2011 feierte er bei den Asienmeisterschaften in Kōbe in 13,22 s seinen dritten Titelgewinn und gewann anschließend bei den Weltmeisterschaften in Daegu in 13,27 s die Silbermedaille hinter dem US-Amerikaner Jason Richardson Vizeweltmeister, nachdem der Kubaner Dayron Robles wegen Behinderung disqualifiziert worden war. Im Jahr darauf verbesserte er in Birmingham den Asienrekord im 60-Meter-Hürdenlauf auf 7,41 s und gewann kurz darauf bei den Hallenweltmeisterschaften in Istanbul in 7,49 s die Silbermedaille hinter dem US-Amerikaner Aries Merritt. Beim Prefontaine Classic in Eugene (Oregon) am 2. Juni 2012 stellte er mit einer Zeit von 12,87 s den Weltrekord von Dayron Robles ein. Der zu starke Rückenwind (2,4 m/s) verhinderte allerdings eine offizielle Anerkennung seiner Leistung. Bei den Olympischen Spielen in London schied Liu Xiang nach einem Sturz nach der ersten Hürde bereits im Vorlauf aus. Dieser Wettkampf stellte seinen letzten offiziellen Auftritt dar. Trotz zahlreicher Versuche für ein Comeback, ging er bis 2015 nie mehr an den Start und beendete dann am 7. April 2015 offiziell seine aktive sportliche Karriere.