Il 25 luglio 2012 il ufficializza l'acquisto di Oscar a titolo definitivo, al prezzo di circa 32 milioni di euro. Fa il suo debutto con i "Blues" il 19 agosto seguente, in occasione del primo turno di Premier League, disputando gli ultimi minuti della vittoria sul (2-0). Scende in campo anche nella gara di supercoppa europea contro l' (4-1 per gli iberici). Il 19 settembre 2012 arriva invece l'esordio in UEFA Champions League, disputando da titolare la gara casalinga contro la (2-2), distinguendosi per la realizzazione di una doppietta, la prima con gli inglesi, poi rimontata dai bianconeri. Il 23 dicembre 2012 realizza invece il primo centro nella massima serie inglese, contribuendo al reboante successo sui concittadini dell' (8-0). Il 14 febbraio 2013, una sua rete, realizzata ad appena 33 secondi dall'ingresso in campo, decide la gara d'andata dei sedicesimi di finale di UEFA Europa League contro lo (0-1). Conclude la stagione a Londra da giocatore col maggior numero di presenze nella rosa dei "Blues", 64, alla pari di Fernando Torres e Juan Mata, laureandosi peraltro vincitore della sua prima Europa League in carriera.