Den 4. januar 2013 bekreftet Liverpool at Cole gikk vederlagsfritt til London-klubben. Cole selv sa «Dette er en flott overgang for meg. Det å returnere hit bringer tilbake alle minnene fra banen jeg lærte å spille på. Det er her jeg lærte spillet, og jeg er glad for å ha fått en ny sjanse her. Jeg har alltid elsket West Ham. Jeg håper at jeg kan gi klubben noen minnerike sesonger» om å vende tilbake til klubben han engang var kaptein i. Cole gikk rett inn på laget, og var i startoppstillingen i FA-cupoppgjøret mot Manchester United dagen etter overgangen. Cole bidro sterkt med to målgivende til «Hammers» mål, som ble skåret av James Collins. Han ble byttet ut etter 78 minutter i returen. Cole skåret sitt første mål etter returen i hjemmekampen mot QPR den 19. januar.