En 2012, Piqué formó parte de la selección española que se proclamó campeona de Europa el 1 de julio de 2012 en Kiev. Esta era su primera participación en esta competición, en la que disputó la totalidad de los seis partidos disputados por el combinado nacional, formando en el eje de la defensa con Sergio Ramos. Esta pareja de centrales llamada a liderar la zaga de la selección en los próximos años, fue destacada como uno de los pilares básicos del equipo por su solvencia a lo largo del campeonato, encajando únicamente un gol en todo el torneo y, al igual que en el Mundial, ninguno desde los cruces eliminatorios.