Matri comenzó la temporada siguiente ganando la Supercopa Italiana 2012
sobre el Napoli. Continuaría haciendo su debut europeo esa temporada, también anotando su primer gol de la UEFA Champions League en una victoria de 3 a 0 sobre el Celtic en la ronda de 16; anotó otro gol en la competencia cuando la Juventus llegó a los cuartos de final, solo para ser eliminado por el eventual campeón Bayern Munich. Matri terminó su tercera temporada con el club al ganar su segundo título consecutivo de la Serie A. Ganó su segunda Supercopa Italiana con la Juventus al comienzo de la siguiente temporada, el 18 de agosto de 2013, cuando la Juventus derrotó a Lazio 4 por 0, antes de dejar el club más tarde ese mes.