Faits: A. X._, né en 1976, est titulaire d'un permis de conduire suisse de la catégorie B depuis 1994 qui lui donne également le droit de conduire des véhicules de la sous-catégorie A1 dont la vitesse n'excède pas 45 km/h. Entre 1995 et 2005, X._ a fait l'objet de cinq mesures administratives de la part de l'office cantonal des véhicules (ci-après: OCV) allant d'un avertissement à un retrait de permis pour quinze mois. Le 13 juin 2007, l'autorité compétente genevoise a délivré à X._ un permis d'élève conducteur pour la sous-catégorie A1 valable jusqu'au 13 octobre 2007. Deux jours plus tard, X._ a acquis un motocycle, d'une cylindrée de 125 cm 3et d'une puissance de 10,5 kW, immatriculée sous le même numéro de plaques sans interruption depuis le 15 juin 2007. Le 13 janvier 2012, à 15h17, X._ a été surpris par des agents municipaux alors qu'il circulait à Genève sans casque, sur un trottoir, au guidon de son motocycle. Le 14 janvier 2012, il a été auditionné par la police qui, appelée sur les lieux la veille, avait constaté que son permis de conduire s'étendait seulement à la sous-catégorie A1 avec une limitation à 45 km/h alors que son motocycle de 125 cm 3 ne remplissait pas les conditions de la restriction. A la demande de l'intéressé, l'autorité compétente a délivré un nouveau permis d'élève conducteur pour la sous-catégorie A1, le 16 janvier 2012, valable jusqu'au 16 mai 2012. Le 13 avril 2012, l'autorité compétente a décidé de retirer le permis de conduire et permis d'élève conducteur catégorie A1 pour une durée d'un mois. Elle a considéré qu'il s'agissait d'une infraction moyennement grave aux règles de la circulation routière et que l'intéressé ne pouvait justifier ni d'un besoin professionnel ni d'une bonne réputation en raison de ses antécédents. Sur recours, le Tribunal administratif de première instance (ci-après: TAPI) a confirmé la décision de première instance en estimant qu'il pouvait difficilement échapper à la vigilance d'un conducteur exerçant la profession d'avocat que son permis d'élève-conducteur était échu depuis plus de cinq ans. Au surplus, il ne portait pas de casque au moment du contrôle. B. Le 15 janvier 2013, la Chambre administrative de la Cour de justice du canton de Genève (ci-après: Cour de justice ou cour cantonale) a confirmé la décision du TAPI. Elle a considéré que l'intimé ne disposait pas d'une autorisation valable pour conduire son motocycle de 125 cm 3 au moment de l'interpellation par les agents municipaux; en particulier, il ne disposait pas d'un permis de conduire de la sous-catégorie correspondante. Ce faisant, il avait commis une faute moyennement grave justifiant le retrait de permis pour un mois, correspondant au minimum légal incompressible selon l'art. 16 al. 3 LCR. C. Par acte du 22 février 2013, X._ a formé un recours par lequel il demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du 15 janvier 2013 et de dire qu'il sera renoncé à toute mesure administrative, subsidiairement de prononcer un avertissement, encore plus subsidiairement de renvoyer la cause à l'autorité inférieure pour nouvelle décision. Il invoque en particulier la violation de l'art. 16b al. 1 let. c LCR et son interprétation arbitraire ainsi que la violation du droit d'être entendu. Invités à se déterminer, la Cour de justice et l'OCV ne font valoir aucune observation et maintiennent leur décision; l'Office fédéral des routes conclut également au rejet du recours. Par ordonnance présidentielle du 6 mars 2013, la requête d'effet suspensif a été admise.