Pavel Maslák participe aux Championnats d'Europe 2012 d'Helsinki. Il y remporte la médaille d'or du 400 m dans le temps de 45 s 24, devançant le Hongrois Marcell Deák-Nagy et le Français Yannick Fonsat. Lors des Jeux olympiques à Londres, il est éliminé en demi-finales, après avoir amélioré son record national en séries (44 s 91 contre 45 s 17 réalisés au Mémorial Primo Nebiolo de Turin en juin). Aux championnats interclubs tchèques, où il représente le Dukla de Prague, il bat en 20 s 59 le record du 200 mètres détenu depuis 4 ans par Jiří Vojtik en 20 s 60, qu'il avait égalé en juin. En fin de saison 2012, il reçoit de la part de l'Association européenne d'athlétisme le trophée de l'étoile montante masculine dans le cadre du Trophée de l'athlète européen de l'année.