Ngày 24 tháng 4 năm 2013, Lewandowski trở thành cầu thủ đầu tiên trong lịch sử UEFA Champions League ghi được bốn bàn thắng trong một trận bán kết của giải đấu này trong chiến thắng 4-1 trước Real Madrid tại sân Westfalenstadion. Anh đồng thời cũng là cầu thủ đầu tiên ghi được hat-trick vào lưới Real Madrid tại UEFA Champions League. Ngày 25 tháng 5, anh và các đồng đội đã để thua Bayern München trong trận Chung kết UEFA Champions League 2013 với tỉ số 1-2.