etapu zsiadł z roweru i wycofał się z wyścigu wbrew dyrektorom zespołu (chciał mieć więcej czasu na przygotowania do mistrzostw świata), czym wywołał skandal w środowisku kolarskim oraz złość dyrektorów zespołu. Kilka dni później pojawiła się informacja, że od przyszłego roku Cancellara nie będzie jeździł w barwach drużyny Saxo Bank. Zapowiedział, że decyzję gdzie będzie jeździł w przyszłym roku, podejmie po mistrzostwach świata. Pod koniec września po raz czwarty został mistrzem świata w jeździe indywidualnej, wygrywając z przewagą ponad minuty nad drugim Davidem Millarem z Wielkiej Brytanii podczas mistrzostw świata w Geelong.
Wystartował także na mistrzostwach świata w Kopenhadze w 2011 roku, zajmując w jeździe na czas trzecie miejsce, za Niemcem Tonym Martinem i Brytyjczykiem Bradleyem Wigginsem. Na tej samej imprezie był czwarty w wyścigu ze startu wspólnego, przegrywając walkę o podium z Niemcem André Greipelem. W 2012 roku wystąpił na igrzyskach olimpijskich w Londynie, ale nie odniósł sukcesów. Na około 15 km przed metą wyścigu ze startu wspólnego Cancellara, jadący w czołówce, rozbił się na jednym z zakrętów i do mety dotarł dopiero na 106. pozycji. Po tym upadku Szwajcar nie zdołał stanąć na podium także w jeździe na czas, kończąc rywalizację na siódmej pozycji.