Vuoden 2012-13 kaudella Poomjaeng pääsi ensimmäistä kertaa ranking-tapahtuman pääotteluun. Tämä tuli vuonna 2013 German Masters, voittamalla Yu Delu ja Fergal O'Brien. Hän hävisi 2<unk>5 Barry Hawkinsille ensimmäisellä kierroksella Berliinissä. Poomjaeng jatkoi malliaan voittamalla neljä ottelua ja pääsi China Openin.
- Mitä? Pekingissä hän voitti Zhu Yinghuin 5-2 wildcard-kierrossa, mutta hävisi Mark Davisille 3-5 ensimmäisessä kierroksessa. Players Tour Championship -turnauksissa tällä kaudella Poomjaengin parhaat tulokset olivat viimeiset 16 tappiota ensimmäisessä ja neljännessä turnauksessa, häviät Alan McManusille ja Mark Joyceille. Hän sijoittui 42:nneksi PTC:n arvostusjärjestyksessä. Poomjaeng voitti Michael Leslie 10<unk>4, Liu Chuang 10<unk>9, Anthony Hamilton 10<unk>4 ja Jamie Cope 10<unk>3 ja pääsi ensimmäistä kertaa maailmanmestaruuskilpailuun. Hän kohtasi kuudes siemen Stephen Maguiren ensimmäisessä kierroksessa ja aiheutti valtavan järkytyksen, kun maailman numero 70 Poomjaeng voitti 10<unk>9, ja viimeisessä kehyksessä oli 63 taukoa. Poomjaengiä kunnioitettiin, kun hän käveli väärään pöytään pelin alussa ja ilmaisi tunteitaan elävästi koko ottelun ajan. Hän pelasi Michael White'in kanssa toisessa erässä ja hävisi neljännen kehyksen ilman, että pallo olisi pottittu, koska hän ei osunut punaisiin kolme kertaa. Snookerin säännöt sanovat, että jos punainen pallo näkyy täysillä - ja se jää ohi kolmessa peräkkäisessä laukauksessa, ottelu jää väliin. Poomjaeng hävisi istunnon 1<unk>7 ja voitti sen 3<unk>13. 16 000 punnan sekki, jonka hän sai päästyään viimeiseen kahdeksaan, on yli kaksinkertaistanut hänen aikaisemman uransa ansaitsemisen, kun hän muuttui ammattilaiseksi vuonna 2011. Poomjaeng päätti kauden maailman 67. sijalla.