Vidal va començar la seva segona temporada amb el club marcant un penal a la Supercopa Italiana 2012
L'11 d'agost de 2012, quan la Juventus va derrotar al Napoli 4 a 2 en el temps addicional a l'Estadi Nacional de Beijing. El 19 de setembre de 2012, Vidal va marcar el seu primer gol a la UEFA Champions League en el partit de la fase de grups contra el campió defensor Chelsea. Va ser un equipatge crucial ja que la Juve va acabar el partit 2 a 2 després de perdre dos gols a la primera meitat. Després d'ajudar al club a un segon títol consecutiu de la Serie A, marcant 10 gols de lliga en el procés, i 15 en totes les competicions, va ser votat Jugador de l'Any pels usuaris registrats a la pàgina web del club juventus.com.