Zur Saison 2012 erhielt Andretti Autosport mit Chevrolet einen neuen Motorenpartner. Beim Indianapolis 500 erzielte er die meisten Führungsrunden und fuhr die schnellste Runde. In der Schlussphase schied er allerdings nach einem Unfall aus. Beim neunten Rennen in Newton erzielte er mit einem zweiten Platz seine erste Podest-Platzierung der Saison, die zugleich seine erste Top-10-Platzierung war. Andretti schloss die Saison auf dem 16. Rang ab und wurde damit intern von seinen beiden Teamkollegen geschlagen. Hunter-Reay wurde Meister, James Hinchcliffe Achter. 2013 trat Andretti abermals für den familiären Rennstall an. Er wechselte seine Startnummer von der 26 auf die 25 und arbeitete vor der Saison an seinem Fahrstil. Bereits beim Saisonauftakt in Saint Petersburg erzielte er mit einem dritten Platz eine Podest-Platzierung. In São Paulo wiederholte er dieses Ergebnis. Weitere Podest-Platzierungen folgten im Saisonverlauf nicht. Allerdings gelangen ihm zwei Pole-Positions. Zum einen beim Milwaukee IndyFest, das er mit Elektronikproblemen aufgab. Zum anderen beim Rennen in Pocono. Dort führte er zudem jede Trainingssitzung an. Im Rennen erfuhr er die meisten Führungsrunden, fiel aber bis auf den zehnten Platz zurück, da er einen zu hohen Spritverbrauch hatte. Andretti kam nur viermal nicht innerhalb der ersten zehn ins Ziel. Obwohl er im Gegensatz zu zweien seiner Teamkollegen, Hunter-Reay und Hinchcliffe, kein Rennen gewann, schloss Andretti die Saison als bester Andretti-Pilot auf dem fünften Gesamtrang ab. Dies war seine bis dahin beste Gesamtplatzierung in der IndyCar Series.