Debído al quinto lugar en la reclasificación del año 2011, el Tolima clasificó para jugar la Copa Sudamericana 2012.en la primera fase se enfrentó al equipo ACD Lara de Venezuela , En el partido de Ida en el estadio Manuel Murillo Toro quedó 3-1 el encuentro en el partido de vuelta en el estadio Estadio Metropolitano de Cabudare quedó 0-0 ganando la serie el Deportes tolima 3-1 , En la segunda ronda se enfrentaba al conjunto Universidad Católica , El partido de ida se realizó en el Estadio San Carlos de Apoquindo ganando el encuentro el equipo de Universidad Católica 2 por 0 , el partido de vuelta se realizó en el estadio Manuel Murillo Toro ganando el partido el Deportes tolima 3-1 terminando en un global de 3-3 en donde se aplicó la regla de gol de visitante y le diera la victoria al equipo chileno y así dejando al Deportes tolima eliminado de la Copa Sudamericana 2012.