Les Marlins de Miami étonnent quelques jours avant le début de leur saison 2013 en annonçant que le jeune Fernández, âgé de 20 ans et n'ayant pas joué à un plus niveau que le A+ dans les ligues mineures, allait amorcer l'année dans l'effectif du club. Fernández fait ses débuts comme lanceur partant des Marlins le lors d'une visite aux Mets de New York. La mauvaise performance des lanceurs de relève le prive d'une victoire après qu'il n'a accordé qu'un point sur 3 coups sûrs en 5 manches au monticule et battu un record de franchise pour un lanceur faisant ses débuts avec 8 retraits sur des prises. Son premier départ en carrière a été décrit comme l'un des meilleurs pour un lanceur de 20 ans ou moins. Il remporte sa première victoire le suivant contre Philadelphie. Une des meilleures recrues de la première moitié de saison, il obtient une place sur le club de la Ligue nationale au match des étoiles 2013. Avec trois victoires, une défaite et une moyenne de points mérités de 2,06 en 27 manches, Fernandez est nommé meilleure recrue du mois de juillet 2013 dans la Ligue nationale.