2012ko udan iragarri zen Tito Vilanova, Bartzelonako zuzendariordea, Pep Guardiolaren ordezkoa izango zela zuzendari. Bere izendapenaren ondoren, Bartzelonak lasterketa ikaragarria egin zuen, denboraldi osoan liga-mailako lehen postuan mantendu zen, bi porrot bakarrik erregistratuz eta 100 puntu bilduz. Haien golari onena Lionel Messi izan zen, La Ligan 46 gol sartu zituena, bi hat-trick barne. 2013ko maiatzaren 11n, Bartzelona Espainiako futbol txapeldun izendatu zuten 22. aldiz, oraindik ere lau partida falta zirela. Azkenean, Bartzelonak denboraldia amaitu zuen 15 puntu aurreratuz Real Madrilen aurka, nahiz eta martxoaren hasieran 2-1 galdu. Copa del Rey bietako finalerdietara iritsi ziren.
eta Txapeldunen Ligarekin, aurrez aurre Reala eta Bayern Munich. Uztailaren 19an, Vilanovak Bartzelonako entrenatzaile kargua utzi zuela iragarri zen, eztarriko minbizia itzuli zelako, eta bigarren aldiz tratamendua jasoko zuela 2012ko abenduan hiru hilabeteko baja medikoaren ondoren.