Vidal aloitti toisen kautensa pelaamalla Supercoppa Italiana 2012 -ottelussa.
11. elokuuta 2012, kun Juventus voitti Napolin 4-2 lisäajalla Pekingin kansallisstadionilla. 19. syyskuuta 2012 Vidal teki ensimmäisen UEFA Champions League -maalinsa ryhmävaiheen ottelussa puolustavaa mestaria Chelseaa vastaan. Se oli ratkaiseva tasapaino, kun Juve lopetti pelin 2<unk>2 jälkeen, kun hän oli menettänyt kaksi maalia ensimmäisellä puoliskolla. Hän auttoi joukkuetta toiseen peräkkäiseen Serie A -mestaruuteen ja teki 10 maalia ja 15 maalia kaikissa kilpailuissa. Hänet äänestettiin vuoden pelaajaksi klubin verkkosivuilla juventus.com.