I 2011/12-sesongen tapte Barcelona ligaen til Real Madrid og semifinalen i Mesterligaen mot engelske Chelsea. Like etter tapet for Chelsea annonserte Guardiola at han kom til å slutte som trener ved sesongslutt, og at han ville bli etterfulgt av assistenttreneren Tito Vilanova. Guardiolas siste trofé med Barcelona kom med seier i Copa del Rey, da de vant 3-0 over Athletic Bilbao i finalen 25. mai 2012. Da hadde han vunnet 14 trofeer på fire år som trener for førstelaget.