Matri va començar la temporada següent guanyant la Supercopa Italiana 2012
sobre el Napoli. Va fer el seu debut a Europa aquella temporada, també va marcar el seu primer gol de la UEFA Champions League en una victòria de 3 a 0 sobre el Celtic a la ronda de 16; va marcar un altre gol a la competició quan el Juventus va arribar als quarts de final, només per ser eliminat per l'eventual campió Bayern Munic. Matri va acabar la seva tercera temporada amb el club guanyant el seu segon títol consecutiu de Serie A. Va guanyar la seva segona Supercoppa Italiana amb la Juventus al començament de la temporada següent, el 18 d'agost de 2013, quan la Juventus va derrotar a la Lazio 4 a 0, abans de deixar el club més tard aquell mes.