Op 30 mei 2012 maakte Torres de 1-0 van de met 4-1 gewonnen vriendschappelijke wedstrijd tegen Zuid-Korea. Torres was na iets meer dan een jaar weer trefzeker voor Spanje. In de finale van het EK 2012 scoorde Torres in de 84e minuut de 3-0. Het werd uiteindelijk 4-0, na een doelpunt van Mata, gescoord uit een assist van Torres. Samen met vijf andere spelers was hij topscorer van het toernooi met drie goals. Torres won de Gouden Schoen omdat hij de minste speelminuten maakte van het zestal, namelijk 189 minuten.