레알 마드리드 CF
2012년 9월 18일, AFC 아약스와의 UEFA 챔피언스리그 2012-13 D조 1차전 홈 경기에서 로이스는 처음으로 챔피언스리그에 출전하였고, 같은 해 10월 3일 맨체스터 시티 FC와의 D조 2차전 원정 경기에서 첫 골을 기록하였지만 경기는 1-1 무승부로 종료되었다. 이후 로이스는 11월 6일 에스타디오 산티아고 베르나베우의 레알 마드리드 CF 원정 경기에서 로베르트 레반도프스키가 떨어뜨린 공을 강력한 발리슛으로 선제골을 득점하였고, 독일 챔피언은 2-2로 비겼다. 11월 21일, 암스테르담 아레나에서 열린 AFC 아약스와의 챔피언스리그 5라운드 경기에서 로이스는 선제골을 득점하였고, 도르트문트는 4-1 승리를 거두며 D조 1위로 16강 진출권을 확보하였다.