Vidal begon zijn tweede seizoen met de club door te scoren van een strafschop in de 2012 Supercoppa Italiana.
Op 11 augustus 2012 versloeg Juventus Napoli met 4 tegen 2 in de verlenging in het Beijing National Stadium. Op 19 september 2012 scoorde Vidal zijn eerste UEFA Champions League-doel in de groepsfasewedstrijd wegens de verdedigende kampioen Chelsea. Het was een cruciale gelijkmaker, want Juve eindigde de wedstrijd 2 tegen 2 na twee doelpunten achter te laten in de eerste helft. Na het helpen van de club om een tweede opeenvolgende Serie A-titel, het scoren van 10 doelpunten in de competitie in het proces, en 15 in alle wedstrijden, werd hij verkozen tot Speler van het Jaar door geregistreerde gebruikers op de club website juventus.com.