Den 9. september 2012 reiste Philadelphia Eagles til Cleveland, Ohio for en bortekamp mot Cleveland Browns. Med 20 forsøk sanket McCoy 110 yards for et snitt på 5,5 yards på løp i sesongåpningskampen, og 11 flere yards på løp enn hele Browns' lag kombinert, mens Eagles vant 17–16. Tilbake i Philadelphia scoret McCoy sin første touchdown i sesongen med et 1-yard løp i første kvarter i en 24–23 seier over Baltimore Ravens. I uke 4 mot New York Giants nådde McCoy 100 yards på løp for andre gang på fire kamper med 123 yards på bakken. I løpet av de neste fem kampene hadde McCoy samlet 321 yards, for et snitt på 64,2 per kamp. Eagles tapte alle de fem kampene. Under en kamp mot Washington Redskins 18. november løp McCoy for 82 yards og hadde 20 yards fra pasninger, men pådro seg en hjernerystelse i fjerde kvarter, med under to minutter igjen av kampen. McCoy var tilbake på banen 23. desember i det andre møtet med divisjonsrivalene Redskins. I sine to siste kamper hadde han samlet 23 løp for 90 yards, men tok også imot 14 pasninger for 138 yards. Han gikk glipp av fire kamper i sesongen, og spilte dermed i 12. Ved sesongslutt hadde han 840 yards og to touchdowns på løp, samt 373 yards og tre touchdowns fra pasninger.