Juventus nam in het &lt;a href="UEFA%20Champions%20League%202012/13"&gt;seizoen 2012/13&lt;/a&gt; voor het eerst sinds 2010 weer deel aan de UEFA Champions League en kende tot aan de kwartfinale een succesvol toernooi, met onder andere een 4–0 zege op FC Nordsjaelland en een 3–0 overwinning op Chelsea FC; de achtste finale werd in een tweeluik met 5–0 gewonnen van Celtic FC uit Schotland. In april 2013 was Bayern München in de kwartfinale met tweemaal 2–0 te sterk voor Juventus. Barzagli speelde mee in negen van de tien wedstrijden van Juventus. In de Serie A werd Juventus voor de tweede maal op rij landskampioen en incasseerde het in de 38 wedstrijden opnieuw relatief weinig tegendoelpunten, met dezelfde verdediging (Bonucci, Chiellini en Barzagli) die trainer Conte een jaar eerder had ingevoerd. Naast de landstitel won Barzagli met Juventus nog één prijs in het seizoen 2012/13, de Supercoppa 2012. SSC Napoli werd met 4–2 verslagen na verlenging. In januari 2013 werd Barzagli bij de Oscar del Calcio – het Italiaanse voetbalgala van de spelersbond – verkozen tot beste centrale verdediger van de Serie A, samen met Thiago Silva, op dat moment actief voor AC Milan. Juventus won zes van de dertien categorieën.