2011. aasta Skate Canada rahvusvahelisel võistlusel teenis Takahashi lühikese programmiga 84,66 punkti ja vabalt uisutamisel 153,21, võites pronssmedali kombineeritud skooriga 237,87. 2011. aasta NHK Trophys võitis ta uue isikliku parima tulemuse 90,43, et saada juhiks lühikeses programmis, 10,66 punkti eelis oma meeskonnakaaslase Takahiko Kozuka ees. Ta võitis 259,75 punktiga kuldmedali ja kvalifitseerus Grand Prix'i finaali. Ta lõpetas finaalis teisena. Jaapani meistrivõistlustel
, Takahashi oli esimene lühikese programmi tulemusena 96,05 ja kolmas vaba uisutamine, saades 158,38 punkti. Kokku 254,60 punktiga võitis ta oma viienda riikliku tiitli, lõpetades Takahiko Kozuka ja Yuzuru Hanyu ees, ning valiti osalema 2012. aasta maailmameistrivõistlustel, kus ta võitis hõbemedaali. Prantsuse publik uskus, et ta oli väärinud kuldmedali üle Patrick Chan, kellel oli vigu, sealhulgas kukkumine topelt Axel'ile, ja hüüdis lõpptulemust. Takahashi aga ütles, et ta oli tulemusega rahul, mida ta ei oodanud pärast hooaegset operatsiooni. Takahashi lõpetas hooaja 2012. aasta World Team Trophy's. Ta seadis uued isiklikud parimaid tulemusi lühikeses programmis, vaba uisutamises ja üldiselt ning lõpetas esimesena meeste võistlusel. Tema lühikese programmi skoor, 94.00, seadis uue rekordi kui kõrgeima kunagi all ISU kohtumõistmise süsteemi. See oli Takahashi esimene võit Patrick Chan'i vastu alates 2010. aasta maailmameistrivõistlustest.