Foran 2011-2012 sesongen var Holtby tiltenkt rollen som tredjemålvakt bak Tomas Vokoun og Michal Neuvirth, men etter at begge ble rammet av skader mot slutten av grunnspillet fikk Holtby sjansen som førstemålvakt. Han bidro til at Capitals slo ut den regjerende mesteren Boston Bruins i Conference kvartfinaler (åttedelsfinale) i Stanley Cup-sluttspillet 2012 med 4-3 i kamper.