In het seizoen &lt;a href="Bundesliga%202012/13"&gt;2012/13&lt;/a&gt; was Kroos een van de belangrijke spelers in het team van Heynckes. Als meest aanvallende pion op een middenveld met controleurs Schweinsteiger en Javier Martínez, scoorde hij vier maal in de eerste vijf duels van het seizoen. Zijn eerste goal in de Champions League maakte hij op 19 september 2012, tegen Valencia CF (2–1 winst). In de heenwedstrijd voor de kwartfinale van de Champions League, tegen Juventus FC, liep Kroos een zware blessure op. Door deze blessure miste hij de rest van het seizoen en dus ook de Champions Leaguefinale en de finale van de DFB-Pokal.