Tijdens het &lt;a href="Bundesliga%202011/12"&gt;seizoen 2011/12&lt;/a&gt; onder Jupp Heynckes, zijn ex-coach bij Leverkusen, werd Kroos een vaste basisspeler. Hij vormde een duo op het middenrif met zijn collega bij het nationale team, Bastian Schweinsteiger. Hij kwam tijdens 51 wedstrijden in actie dit seizoen, onder meer tijdens de finale van de UEFA Champions League tegen het Engelse Chelsea FC. Hij speelde de volledige honderdtwintig minuten mee in de finale die na strafschoppen gewonnen werd door Chelsea.