Cowboys signerte Romo til en ny 6-årig kontraktforlengelse verdt $108 millioner, med $55 millioner garantert og $25 millioner i bonuser, som sikret ham ut karrieren og lettet på presset fra lønnstaket, som skal ha vært på under $25 000 før avtalen. I midten av april 2013 undergikk han en ryggoperasjon for å fjerne en cyste. Selv om laget beskrev det som et mindre inngrep endte han opp med å gå glipp av minileiren og organiserte lagaktiviteter.