Gli "Schwarzgelben" aprono la loro nuova stagione il 23 luglio 2012 con la mancata conquista della Supercoppa di Germania a causa di una sconfitta per 2-1 contro il Bayern Monaco. Nella campagna di trasferimenti estiva viene ceduto Shinji Kagawa al Manchester United, che viene sostituito ingaggiando il promettentissimo Marco Reus dal Borussia Mönchengladbach. Se il campionato si rivela senza storia, con il Bayern che vince il titolo con addirittura sei giornate d'anticipo e venticinque punti di vantaggio proprio sul Borussia, per i giallo-neri le soddisfazioni più grandi della stagione arrivano dalla Champions League. Inserito nel cosiddetto "girone della morte", con , e Ajax il Borussia si classifica primo. In seguito, dopo aver eliminato lo negli ottavi e il Málaga nei quarti, il club raggiunge la semifinale, dove incontra nuovamente il Real Madrid. Contro ogni aspettativa i giallo-neri si impongono 4-1 nella partita casalinga, e la sconfitta per 2-0 subita nel di ritorno al Santiago Bernabéu non impedisce ai tedeschi di disputare la finale. Questa si disputa il 23 maggio 2013 a Londra, e qui le "vespe" incontrano il Bayern Monaco, in quella che è la prima finale nella storia della Champions League tra due squadre tedesche. Alla fine i giallo-neri vengono sconfitti, dopo aver giocato comunque bene per tutta la partita, per 2-1.