2012 bestritt Franchitti für Chip Ganassi Racing eine weitere IndyCar-Series-Saison. Er erreichte in den ersten vier Rennen zweimal die Top 10. Beim fünften Rennen, dem Indianapolis 500, erzielte er den Sieg vom 16. Platz startend. Es war sein dritter Sieg bei diesem Rennen. Ein Rennen später in Detroit wurde er hinter seinem Teamkollegen Dixon Zweiter. Bei den Ovalrennen in West Allis und Newton erzielte Franchitti jeweils die Pole-Position und schied im Rennen aus. In Newton erlitt er bereits in den Einführungsrunden einen Motorschaden. In den letzten drei Rennen erreichte er mit einem dritten Platz in Sonoma und einen zweiten Platz in Fontana zwei weitere Podest-Platzierungen. Er beendete die Saison auf dem siebten Gesamtrang und unterlag damit erstmals seinem Ganassi-Teamkollegen Dixon. Darüber hinaus nahm er abermals am 24-Stunden-Rennen von Daytona teil und startete zusammen mit seinem Bruder Marino bei einem ALMS-Rennen. 2013 blieb Franchitti bei Chip Ganassi in der IndyCar Series. Nachdem er bei den ersten zehn Rennen sechsmal in die Top-10 gekommen war, beendete er vier der nächsten fünf Rennen auf dem dritten Platz und wurde einmal Vierter. Er startete fünfmal in der Saison von der Pole-Position.