Dennoch reichten die von ihm erzielten Punkte am Saisonende für den Verbleib auf der Main Tour nicht aus. Cao erhielt jedoch eine der vier asiatischen Wildcards und konnte so auch an der &lt;a href="Snooker-Saison%202012/13"&gt;Saison 2012/13&lt;/a&gt; teilnehmen. Bei den Australian Goldfields Open 2012 zog er dann erneut ins Achtelfinale eines Ranglistenturniers ein, bei der International Championship 2012 konnte er den Erfolg unter anderem mit einem Sieg über John Higgins wiederholen. Beim PTC-Turnier in Yixing 2012 erreichte er das Halbfinale, sein bestes Turnierergebnis auf der Main Tour, und besiegte dabei Mark Williams. In Zhengzhou 2012 erreichte er das Viertelfinale. Das Erreichen der Runde der letzten 32 bei der UK Championship 2012 brachte ihm schließlich gerade genug Punkte, um sich als 66. der Weltrangliste auf der Profitour zu behaupten, obwohl er danach nur noch einmal ein Auftaktmatch gewinnen konnte.