Sadurunge musim 2012–13, diumumake dening klub yen Uchida nandatangani kontrak kontrak profesional rong taun nganti 30 Juni 2015. Dheweke tampil ing rong pertandingan liga pisanan sadurunge diganti Benedikt Höwedes. Sajrone rong wulan sabanjure, Uchida bali menyang jajaran awal, main ing posisi bek tengen. Nganti tanggal 3 Nopember 2012 nalika dheweke nyetak gol pertamane kanggo klub kasebut, nalika kalah 3-2 nglawan 1899 Hoffenheim. Nanging, dheweke ngalami cedera otot lan metu ora maen suwene rong minggu. Sawise ora main rong pertandingan amarga cedera, Uchida bali menyang jajaran awal, nalika Schalke imbang 1-1 nglawan Eintracht Frankfurt ing tanggal 24 November 2012. Sakwise kuwi dheweke bisa entuk maen ing jajaran awal ing pitung pertandingan sabanjure sadurunge dheweke cedera kaping pindhone ing musim iki. Ora nganti tanggal 9 Maret 2013, Uchida bali menyang jajaran wiwitan lan mainke peran penting ing Revierderby nglawan Borussia Dortmund, lan nyipta rong assist kanggo menang 2-1. Sakwise kuwi, dheweke entuk posisi tim utama ing turahane pertandingan musim 2012–13 lan mbantu tim kasebut nggayuh posisi nomer papat, mula entuk tiket kualifikasi Liga Champions UEFA musim ngarep. Ing pungkasan musim 2012–13, Uchida nggawe total 30 penampilan lan ngegulke pisan ing kabeh kompetisi. Kanggo prestasine, Uchida kalebu "Bundesliga Team of the Season".