Sachverhalt:
A. Die aus Kroatien stammende X._ (geb. 1978) reiste im Jahre 2005 in die Schweiz ein und heiratete am 20. Dezember 2005 den Schweizer Bürger Y._ (geb. 1979). Gestützt auf diese Eheschliessung erhielt sie eine Aufenthaltsbewilligung. Ab dem 20. August 2007 lebten die Eheleute getrennt. Da X._ die baldige Wiederaufnahme der ehelichen Gemeinschaft in Aussicht gestellt hatte, verlängerte das Migrationsamt die Aufenthaltsbewilligung "ausnahmsweise und ohne Präjudiz" bis zum 30. Juni 2009. Mit Verfügung vom 14. Januar 2010 lehnte das Amt eine weitere Verlängerung ab, da die Eheleute seit nunmehr fast drei Jahren getrennt lebten. Den hiegegen gerichteten Rekurs wies der Regierungsrat des Kantons Zürich am 19. Mai 2010 ab. Dieser Entscheid erwuchs in Rechtskraft.
B. Am 29. Juni 2010 ersuchte X._ wiedererwägungsweise um "Verlängerung" der Aufenthaltsbewilligung, da sie und ihr Gatte die eheliche Wohn- und Lebensgemeinschaft wieder aufgenommen hätten. Dieses Wiedererwägungsgesuch blieb ohne Erfolg, ebenso der gegen den entsprechenden ablehnenden Bescheid gerichtete Rekurs an die Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich. Diese hielt in ihrem Entscheid vom 27. September 2011 fest, X._ habe weder substantiiert noch glaubhaft darlegen können, inwiefern sich seit dem rechtskräftig gewordenen Entscheid des Regierungsrates vom 19. Mai 2010 neue wesentliche Tatsachen ergeben hätten, aufgrund derer das Migrationsamt gehalten gewesen wäre, das Wiedererwägungsgesuch an die Hand zu nehmen. Das kantonale Verwaltungsgericht schützte auf Beschwerde hin diesen Entscheid mit - ebenfalls rechtskräftig gewordenem - Urteil vom 14. Dezember 2011.
C. Einen Monat später, mit Eingabe vom 17. Januar 2012 wandte sich der Rechtsvertreter von X._ erneut an das Migrationsamt und ersuchte dieses, "gestützt auf die heutige Situation meiner Mandantin, das beiliegende Gesuch ihres Ehemannes und ihrer selbst um Erteilung einer Aufenthaltsbewilligung (...) zu prüfen und gutzuheissen". Er machte geltend, dass seine Mandantin "aufgrund der geänderten besseren Verhältnisse Anspruch auf Behandlung ihres neuen Begehrens um eine Aufenthaltsbewilligung und damit um eine Wiedererwägung ihrer früheren Gesuche" habe.
Mit Verfügung vom 14. März 2012 trat das Migrationsamt auf das Gesuch nicht ein, im Wesentlichen mit der Begründung, es lägen keine neuen wesentlichen Tatsachen vor. Im Weiteren setzte das Migrationsamt X._ Frist bis zum 13. April 2012, um die Schweiz zu verlassen. Der hiegegen bei der Sicherheitsdirektion erhobene Rekurs blieb in der Hauptsache erfolglos, und mit Urteil vom 18. Juli 2012 wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich die gegen den Direktionsentscheid vom 23. April 2012 gerichtete Beschwerde ebenfalls ab, soweit es darauf eintrat (dem Ehemann hatte es diesbezüglich die Beschwerdeberechtigung abgesprochen, da er am vorinstanzlichen Verfahren nicht teilgenommen habe).
D. Mit gemeinsamer Eingabe vom 23. August 2012 führen X._ und Y._ "Beschwerde" beim Bundesgericht mit den Anträgen, das letztgenannte Urteil "einschliesslich (der) früheren kantonalen Entscheide und Verfügungen" aufzuheben und die Sache "an die zürcherischen Behörden zurückzuweisen mit der Auflage, der Beschwerdeführerin 1 eine Aufenthaltsbewilligung zum Aufenthalt in der Schweiz zu erteilen". Gleichzeitig wird um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung ersucht.
E. Mit Verfügung vom 30. August 2012 hat der Abteilungspräsident der Beschwerde - antragsgemäss - aufschiebende Wirkung zuerkannt.
Die kantonalen Akten sind eingeholt, ein Schriftenwechsel ist nicht durchgeführt worden.
X._ und Y._ haben sich mit Eingabe vom 29. Januar 2013 noch einmal geäussert und als neues Beweismittel einen am 21./24. Januar 2013 abgeschlossenen Arbeitsvertrag für die Ehefrau eingereicht.
Erwägungen:
1. 1.1 Als Ehefrau eines Schweizer Bürgers hat die Beschwerdeführerin 1 einen grundsätzlichen Anspruch auf Aufenthaltsbewilligung in der Schweiz (Art. 42 Abs. 1 AuG), so dass die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten gegen den kantonal letztinstanzlichen Endentscheid zulässig ist (Art. 82 lit. a, Art. 83 lit. c Ziff. 2, Art. 86 Abs. 1 lit. d und Art. 90 BGG).
1.2 Nicht eingetreten werden kann auf die Beschwerde, soweit damit die Aufhebung der dem angefochtenen Urteil zugrunde liegenden "kantonalen Entscheide und Verfügungen" verlangt wird. Diese sind durch das Urteil des Verwaltungsgerichts ersetzt worden (Devolutiveffekt) und gelten inhaltlich als mitangefochten (vgl. BGE 134 II 142 E. 1.4 S. 144).
1.3 Der Streitgegenstand wird durch den Gegenstand des angefochtenen Entscheids und durch die Parteibegehren bestimmt, wobei der angefochtene Entscheid den möglichen Streitgegenstand begrenzt (BGE 136 II 165 E. 5 S. 174; 133 11 181 E. 3.3 S. 189). Vorliegend kann es ausschliesslich um die Frage gehen, ob das Migrationsamt auf das von den Beschwerdeführern gestellte (Wiedererwägungs-)Gesuch vom 17. Januar 2012 hätte eintreten müssen.
1.4 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat. Es kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz auf genügend begründete Rüge hin (Art. 106 Abs. 2 BGG) oder von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1, Art. 105 Abs. 1 und 2 BGG).
1.5 Das Vorbringen von neuen Tatsachen oder Beweismitteln ist nur insofern möglich, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gegeben hat (Art. 99 Abs. 1 BGG, vgl. BGE 135 I 143 E. 1.5 S. 146 f.). Tatsachen oder Beweismittel, welche sich auf das vorinstanzliche Prozessthema beziehen, sich jedoch erst nach dem angefochtenen Entscheid ereigneten oder entstanden sind, können von vornherein nicht durch das angefochtene Urteil veranlasst worden sein (vgl. Urteil 2C_94/2009 vom 16. Juni 2009 E.2.2). Soweit sich die Beschwerdeführer auf ein solches Beweismittel berufen (Arbeitsvertrag vom 21./24. Januar 2013), handelt es sich um ein so genanntes "echtes Novum", welches im bundesgerichtlichen Verfahren in jedem Fall unzulässig ist (BGE 133 IV 342 E. 2.1 S. 344).
2. Die Beschwerdeführer rügen zunächst, die Vorinstanz sei zu Unrecht auf die Beschwerde des Ehemannes nicht eingetreten (E. 1. 2 des angefochtenen Urteils in Verbindung mit Ziff. 1 des Urteilsdispositivs).
Die Vorinstanz hat festgestellt, der Ehemann habe am Verfahren vor der Sicherheitsdirektion nicht teilgenommen. Diese Sachverhaltsfeststellung ist nicht offensichtlich unrichtig: Zwar hatte der Ehemann am Verfahren vor dem Migrationsamt teilgenommen, doch war der Rekurs an die Sicherheitsdirektion ausschliesslich im Namen der Beschwerdeführerin 1 erhoben worden. Bei dieser Sachlage ist es nicht rechtswidrig, wenn das Verwaltungsgericht auf die bei ihm (auch) vom Ehemann erhobene Beschwerde nicht eingetreten ist.
3. 3.1 Gestützt auf Art. 29 BV ist eine Verwaltungsbehörde verpflichtet, auf ein neues Gesuch einzutreten, wenn die Umstände (Sachverhalt oder Rechtslage) sich seit dem ersten Entscheid wesentlich geändert haben oder wenn der Gesuchsteller erhebliche Tatsachen und Beweismittel namhaft macht, die ihm im früheren Verfahren nicht bekannt waren oder die schon damals geltend zu machen, für ihn rechtlich oder tatsächlich unmöglich war oder keine Veranlassung bestand. Die Wiedererwägung von Verwaltungsentscheiden, die in Rechtskraft erwachsen sind, ist nicht beliebig zulässig. Sie darf namentlich nicht bloss dazu dienen, rechtskräftige Verwaltungsentscheide immer wieder infrage zu stellen oder die Fristen für die Ergreifung von Rechtsmitteln zu umgehen. Diese Grundsätze gelten auch für die Wiedererwägung eines negativen Entscheids über eine Aufenthaltsbewilligung (BGE 136 II 177 E. 2.1 S. 181; Urteile 2C_1039/2012 vom 16. Februar 2013 E. 3.1, 2C_1007/2011 vom 12. März 2012 E. 4.2, 2C_195/2011 vom 17. Oktober 2011 E. 3.2).
Wird also ein neues Gesuch mit Sachverhaltsvorbringen begründet, die bereits im Rahmen eines früheren Gesuchs rechtskräftig beurteilt wurden oder hätten beurteilt werden sollen, ist darauf grundsätzlich nicht einzutreten bzw. allenfalls höchstens unter den analogen - strengen - Voraussetzungen einer Revision (BGE 138 I 61 E. 4.3 S. 72; 136 II 177 E. 2.2.1 S. 181).
3.2 Das Verwaltungsgericht stellte - für das Bundesgericht grundsätzlich verbindlich (vorne E. 1.4) - fest, die Beschwerdeführerin habe bereits ihr erstes Wiedererwägungsgesuch damit begründet, sie habe die eheliche Wohn- und Lebensgemeinschaft mit ihrem Ehegatten wieder aufgenommen. Die daraufhin vom Migrationsamt vorgenommenen Abklärungen hätten indessen ergeben, dass der Ehemann nicht schlüssig darlegen könne, weshalb er weiterhin über eine andere, in Dietikon gelegene Wohnung verfüge. Damit werde die Wiederaufnahme der ehelichen Gemeinschaft nicht begründet. Im Rahmen des neuen Gesuches (vorne lit. C) sei nun vorgetragen worden, der Ehemann habe diese Wohnung in Dietikon aufgegeben und lebe nun wieder bei seiner Ehefrau in Kloten. Durch das Zusammenwohnen an der gleichen Adresse bzw. in der gleichen Wohnung werde die Wiederaufnahme der ehelichen Lebensgemeinschaft aber nicht belegt.
Diese Sachverhaltswürdigung der Vorinstanz ist nicht zu beanstanden: Für eine gegenüber der ersten Verfügung neuen materiellen Beurteilung genügt es nicht, dass ein Wiedererwägungsgrund geltend gemacht wird, sondern er muss effektiv vorliegen (Urteil 2C_1039/2012 vom 16. Februar 2013 E. 3.2). Das geltend gemachte Zusammenwohnen genügt nicht, um die Wiederaufnahme der ehelichen Lebensgemeinschaft zu begründen.
3.3 Die Beschwerdeführerin macht sodann nicht geltend, es habe sich seit dem rechtskräftigen Urteil des Verwaltungsgerichts vom 14. Dezember 2011 (vorne lit. B, am Ende) eine wesentliche Änderung ergeben. Vielmehr bringt sie selber vor, sie habe das neue Wiedererwägungsgesuch vom 17. Januar 2012 damit begründet, "dass die eheliche Gemeinschaft nun seit bald einem Jahr unverändert bestehe"; sie lebe nun seit mehr als zwei Jahren wieder mit ihrem Ehemann zusammen. Sie beruft sich damit auf Tatsachen, die sie bereits im Rahmen des früheren Rekursverfahrens vorbrachte und die dort rechtskräftig beurteilt wurden. Auch aus dem Gesuch vom 17. Januar 2012 ergibt sich, dass die - damaligen - Gesuchsteller das Urteil des Verwaltungsgerichts vom 14. Dezember 2011 kritisieren, weil es "die wesentlichen neu eingetretenen Tatsachen" nicht berücksichtigt habe. Dabei beschränkten sie sich aber auf eine Wiederholung der Argumentation, wie sie sie dem Verwaltungsgericht bereits vorgetragen hatten (vgl. kantonale Verwaltungsgerichtsbeschwerde vom 25. Oktober 2011). Diese Argumente hätten allenfalls dazu gedient, jenes Urteil des Verwaltungsgerichts - vom 14. Dezember 2011 - beim Bundesgericht anzufechten; sie können aber keinen Grund für ein neues Gesuch (bzw. für eine Wiedererwägung) bilden.
4. Nach dem Gesagten ist die Beschwerde als unbegründet abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann.
Bei diesem Verfahren werden die unterliegenden Beschwerdeführer unter solidarischer Haftung kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 und 5 BGG). Ihrem Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege kann mangels nachgewiesener Prozessarmut (Art. 64 Abs. 1 BGG) nicht entsprochen werden.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 1'000.-- werden den Beschwerdeführern auferlegt, unter solidarischer Haftung.
4. Dieses Urteil wird den Beschwerdeführern, dem Migrationsamt, der Sicherheitsdirektion und dem Verwaltungsgericht (4. Kammer) des Kantons Zürich sowie dem Bundesamt für Migration schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 8. März 2013
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Zünd
Der Gerichtsschreiber: Klopfenstein