Au cours de la saison 2012-2013, pour la première fois de sa carrière, il est l'entraîneur de la sélection Est lors du NBA All-Star Game 2013, son équipe occupant alors la première place des bilans de la conférence. Cette rencontre est finalement remportée par l'Ouest sur le score de 143 à 138. Il a ensuite emmené le Heat à réaliser une série de 27 victoires (deuxième plus longue dans l’histoire de la NBA). Elle a commencé par une victoire 100-85 contre les Raptors de Toronto le 3 février 2013 et s’est terminée par une défaite 97-101 contre les Bulls de Chicago le 27 mars 2013. L’équipe a fait les playoffs, en affichant le meilleur bilan de la saison régulière de la NBA. Après avoir éliminé les Bucks de Milwaukee au premier tour, le Heat a remporté une série de sept matchs face aux Pacers de l'Indiana en finale de conférence, et a avancé jusqu'aux Finales NBA 2013 pour affronter les Spurs de San Antonio. Le Heat a battu les Spurs en sept matchs et est devenu la première équipe à remporter deux titres consécutifs depuis les Lakers de Los Angeles en 2009-2010. Spoelstra est également devenu le entraîneur à mener son équipe à deux titres consécutifs.