Er warf beim World Matchplay 2012 einen Neundarter im Achtelfinale gegen Steve Beaton und gewann das Match mit 13:9. Seinen ersten Major Turnier Titel in der PDC gewann er beim World Grand Prix 2012, als er im Finale Mervyn King mit 6:4 "sets" bezwang. Danach begann seine Karriere bei der PDC steil nach oben zu gehen. Im Viertelfinale der Weltmeisterschaft 2013 bezwang er den amtierenden Doppelweltmeister Adrian Lewis in einem hochklassigen Match mit 5:4 "sets", wobei Lewis im Entscheidungssatz zwei Matchdarts vergab. Im Halbfinale gelang ihm gegen James Wade zudem ein weiterer Neundarter. Im direkt darauffolgenden Leg hatte er eine weitere Chance auf das perfekte Spiel, verfehlte jedoch das abschließende Doppelfeld. Ihm gelangen also 17 perfekte Darts in Folge. Damit übertraf er den bisherigen Rekord von Phil Taylor, der 2010 16 perfekte Darts geworfen hatte. Am 1. Januar 2013 verlor van Gerwen trotz einer 4:2-Satzführung das Finale der Weltmeisterschaft gegen Taylor noch mit 4:7 Sätzen, konnte ihn aber einige Monate später im Finale der Premier League Darts 2013 mit 10:8 bezwingen.