Ngày 12 tháng 8 năm 2012, Ivanović ra sân trong trận tranh Community Shield 2012 với Manchester City nhưng anh bị thẻ đỏ trực tiếp sau pha vào bóng nhắm vào người đồng hương Aleksandar Kolarov khiến Chelsea chỉ còn thi đấu với 10 người và thua 2-3. Tuy nhiên 1 tuần sau đó, anh ghi bàn thắng đầu tiên của Chelsea tại Premier League 2012-13 với bàn mở tỉ số từ sớm trong chiến thắng 2-0 trước Wigan. Vòng đấu tiếp theo, anh lại tiếp tục ghi bàn với cú đệm bóng ấn định chiến thắng 4-2 trước Reading sau đường chuyền như đặt của Eden Hazard. Ngày 6 tháng 10, Ivanović là người ấn định chiến thắng 4-1 của Chelsea trước Norwich City. Tuy nhiên, trong trận thua 3-2 của Chelsea trước Manchester United tại vòng 9 Ngoại hạng Anh, anh đã bị truất quyền thi đấu khi tỉ số đang là 2-2 sau pha phạm lỗi với Ashley Young.