Milito, 2012-13 sezonuna Serie A'ya yeni yükselmiş olan Pescara'ya karşı ligin ilk haftasında takımının ikinci golünü atarak başladı ve bu maçı 3-0 kazandılar. 28 Ekim'de Inter formasıyla 100. Serie A maçını kutlayan futbolcu Bologna deplasmanında sezonun dördüncü golünü attı. Üç gün sonra 31 Ekim'de beşinci golünü Sampdoria'da attı ve Inter maçı 3-2 kazandı. Ayrıca Milito'nun attığı bu gol, tüm turnuvalar göz önünde bulundurulduğunda kariyerindeki 200. golü oldu. 4 Kasım'da Torino'da 3-1 yendikleri Juventus'a iki gol attı ve böylelikle Juventus'un Juventus Stadyumu'ndaki 49 maçlık yenilmezlik serisi sona erdi.