В октябре 2012 года был вынужден отказаться от участия в гонках на стартовом этапе Кубка мира в Зёльдене из-за травмы колена, полученной во время игры в теннис. В декабре одержал вторую в карьере победу в слаломе в Валь-д’Изере, показав фантастическую вторую попытку, которая позволила ему подняться с шестого места. Он опередил Феликса Нойройтера и будущего обладателя Кубка Марселя Хиршера. Третья победа была добыта в Венгене, Пентюро на 1,15 секунды опередил Ивицу Костелича. На чемпионате мира 2013 года Пентюро не добрался до медалей, но четырежды оказывался в шестёрке лучших. Неделю спустя он вновь был быстрее всех в Гармише. 15 марта Пентюро был признан лучшим молодым горнолыжником (до 23 лет) сезона.