Kaudella 2012–2013 Neureuther sijoittui toiseksi Pokljukan sprinttikilpailussa joulukuussa 2012 ja saavutti takaa-ajossa uransa ensimmäisen maailmancup-voiton. Yhteislähtökilpailussa hän oli toinen. Neureuther voitti samalla kaudella Oberhofin ja Ruhpoldingin sprinttikilpailut. Nové Měston MM-kilpailuissa 2013 hän oli sprintissä ja yhteislähdössä kuudes. Hanty-Mansijskin sprinttikilpailussa hän sijoittui kolmanneksi. Maailmancupin kokonaiskilpailussa hän oli yhdeksäs.