Nové pneumatiky Pirelli zamíchaly situaci tak, že prvních sedm závodů sezóny vyhrálo sedm různých jezdců. Teprve v červnu, na evropské Grand Prix ve Valencii, se podařilo jednomu jezdci zvítězit podruhé. Byl to Alonso, který v roce 2012 předváděl skvělou formu. A evidentně mu trochu přálo i štěstí, neboť tohoto vítězství dosáhl hlavně proto, že Vettelovi odešel alternátor. Alonsův útok na titul byl vůbec od začátku sezóny veden velmi dobře. Sice se málokdy dostal alespoň na druhé místo – to obvykle ukořistil McLaren – přesto se ale obvykle alespoň dostal na stupně vítězů. Jeho kolega Felipe Massa se mezitím připravoval na vyhazov, ale ve druhé půli roku si natolik polepšil, že si sedačku pro rok 2013 nakonec udržel.
Vettel se v začátku sezóny docela trápil. Prvních deset závodů bojoval s novým vozem a pneumatikami a kdovíjak neoslňoval – posbíral pouhých 110 bodů oproti Alonsovým 145. V dalších pěti závodech však Vettel chytil druhý dech. Nejprve vyhrál Grand Prix v Singapuru a hned poté si dojel pro čisté vítězství v Japonsku, kde vyjížděl ze startovní pozice, jel na čele každého kola a ještě zajel i nový rekord trati. Za toto vítězství bral plných 25 bodů, zatímco jeho sok v boji o titul Alonso musel ze závodu odstoupit po postartovní bouračce. Vettel v této chvíli navýšil své skóre na 190 bodů, jen čtyři body za Alonsem, kterému zřejmě došlo štěstí. Hned o týden později Vettel ukořistil výhru v Koreji, čímž se posunul do čela celkového pořadí a po následné výhře v Indii už Vettel byl 13 bodů před Alonsem. V posledních závodech už sice moc nezazářil díky technickým problémům, ale i tak si nad Alonsem udržel těsný tříbodový náskok a stal se tak nejmladším trojnásobným mistrem.
Na sezóně 2012 bylo opravdu unikátní to, že se vůbec poprvé v historii na startu sešlo hned 6 mistrů světa. Michael Schumacher (mistr z let 1994, 1995 a 2000 až 2004), Fernando Alonso (2005 a 2006), Lewis Hamilton (2008), Jenson Button (2009) a Sebastian Vettel (2010 a 2011) a Kimi Räikkönen který po dvouleté přestávce v rallye nastoupil do Lotusu. Tento Lotus neměl vůbec nic společného s původním týmem Lotus, který jezdil v letech 1958 až 1994. Zrodil se jako Toleman, pak se stal Benettonem, pak Renaultem a nakonec Lotusem. Räikkönena tyto hrátky se jmény vůbec netrápily. Na stupně vítězů se vrátil hned ve čtvrtém kole, když dojel druhý v bahrajnské GP. Než rok skončil, slavil znovu – tentokrát první příčku v Abú Dhabí – a pojistil si tak celkové třetí místo. Jeho týmový kolega Romain Grosjean, který se do F1 vrátil po svém propadu do GP2 ve svém debutním roce 2009, taktéž zaujal. V Kanadě si dojel pro druhé místo, ale brzy získal reputaci nezkrotného šílence, když na Velké ceně Belgie vyvolal postartovní nehodu, která kromě něj vyřadila ze závodu i několik dalších jezdců a za níž si Grosjean vysloužil zákaz startu pro příští závod.
Další návrat se uskutečnil v rovině týmů: Williams konečně přidal do své kolekce jedno novodobé vítězství. Pastor Maldonado zjevně zkrotil svou náchylnost ke kolizím s ostatními vozy a na španělské GP se mu podařilo odrazit mocný útok místního hrdiny Alonsa. Od roku 2004 to bylo první vítězství Williamsu a všichni v týmu z něj byli v euforii. Maldonado svůj úspěch bohužel nezopakoval – v dalších kolech dojel nejlépe pátý a jeho kolega, Bruno Senna, synovec Ayrtona Senny, nejlépe šestý.
Ve stáji McLaren si Hamilton vynahrazoval neuspokojivou předchozí sezónu. Dral se kupředu, v mnoha závodech vyjížděl ze startovní pozice, v Monze vyhrál a v Singapuru to vypadalo, že si pro výhru jede znovu, když ho zradila převodovka. Technické problémy a nehoda v dalších kolech jej pak odsunuly na čtvrté místo celkově, jen dva body před kolegou Buttonem. Ke konci sezóny Hamilton oznámil, že v McLarenu končí, a pro rok 2013 podepsal smlouvu s Mercedesem, kde nahradil Michaela Schumachera.
Schumacher v třetím roce svého návratu nasbíral několik rekordů, ty však většinou než s jeho jízdou souvisely s jeho věkem: v evropské GP obsadil třetí místo a stal se nejstarším novodobým pilotem F1, který vystoupil na pódium vítězů (byla to mimochodem jeho jediná medailová pozice v této sezóně), a v Belgii jako teprve druhý jezdec v historii pokořil hranici třístého startu v Grand Prix. V celkovém pořadí však skončil až třináctý a krátce před koncem sezóny se rozhodl pověsit svou helmu definitivně na hřebík.
