Efter VM blev han efterhånden fast mand på holdet, og han var med til EM-slutrunden 2012, hvor han blandt andet scorede det eneste mål i s kamp mod . Danmark vandt 1-0, og Krohn-Dehli skabte dermed historie, idet landsholdet aldrig før havde vundet en åbningskamp ved en EM-slutrunde. Også i kampen mod Tyskland scorede han og blev således dansk EM-topscorer sammen med Nicklas Bendtner.