Ao fim do seu contrato de empréstimo no mesmo ano, retornou à equipe de Milão, agora recebendo a camisa 7. Em 2 de agosto de 2012, marcou seu primeiro gol em competições europeias, na Liga Europa o brasileiro deixou o dele na vitória por 3–0 sobre o Hajduk Split. Na estreia da Inter na Serie A, Coutinho marcou o último gol da vitória por 3–0 sobre o . Novamente pela Liga Europa marcou um golaço, o seu último pelo clube em 4 de outubro de 2012, na vitória por 3–1 sobre o Neftçi Baku. O brasileiro encerrou seu ciclo pelos "Nerazzurri" tendo disputado apenas 47 jogos, além de ter marcado 5 gols e de ter dado mais 4 assistências.