Im darauffolgenden Jahr wurde Karolin Horchler erstmals beim sechsten IBU-CUP in Martell eingesetzt. Dank einer starken Schießleistung und einer verbesserten Laufform konnte sie dabei mit ihren ersten Plätzen in Sprint und Verfolgung direkt einen Doppelerfolg landen, was gleichzeitig die ersten deutschen IBU-Cup-Siege der Saison waren. Bei den Biathlon-Europameisterschaften 2013 holte sie Gold mit der Staffel und Bronze in der Verfolgung. Bei den Deutschen Meisterschaften 2013 siegte sie im Sprint und in der Staffel, wurde jeweils Zweite in der Verfolgung sowie im Massenstart und Dritte im Einzel. Dennoch wurde sie zu Beginn der Saison 2013/2014 in die Lehrgangsgruppe 1b eingestuft und gehörte zunächst nicht zum deutschen Weltcupteam.