Sachverhalt:
A. Die 1964 geborene S._ hatte in den Jahren 1980 bis 1982 in Österreich eine kaufmännische Lehre mit dem Fähigkeitsausweis abgeschlossen. Als Mutter dreier 1983, 1991 und 1992 geborener Kinder war sie in der Folge längere Zeit nicht erwerbstätig. Am 8. Januar 2010 meldete sie sich zum Bezug von Leistungen der Invalidenversicherung an. Nach Abklärung der gesundheitlichen und erwerblichen Verhältnisse, namentlich nach Einholung eines Gutachtens der Frau Dr. med. B._, Fachärztin für Psychiatrie und Psychotherapie FMH, vom 25. Januar 2012 und Durchführung des Vorbescheidverfahrens lehnte die IV-Stelle des Kantons Thurgau das Leistungsbegehren ab mit der Begründung, S._ sei nach sozialversicherungsrechtlichen Kriterien in der angestammten Tätigkeit und in anderen Beschäftigungen stets zu 100 % arbeitsfähig gewesen und dies treffe auch weiterhin zu (Verfügung vom 30. Mai 2012).
B. Das Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau wies die dagegen erhobene Beschwerde ab (Entscheid vom 31. Oktober 2012).
C. S._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und beantragen, die Sache sei zur Anordnung zusätzlicher medizinischer Abklärungen, namentlich zur Einholung eines neuen unabhängigen psychiatrischen Gutachtens, an die IV-Stelle zurückzuweisen, es seien berufliche Massnahmen in der Form von Berufsberatung und allenfalls Umschulung, mindestens aber in der Form einer Integrationsmassnahme, zu gewähren, und es sei rückwirkend ab Ablauf der Wartefrist von einem Jahr bis zum Antritt der beruflichen Massnahmen eine ganze Invalidenrente auszurichten. Ferner wird um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege ersucht. Der Eingabe liegt ein Bericht des Dr. med. C._, Facharzt für Psychiatrie und Psychotherapie FMH, vom 4. Dezember 2012 bei.
Es ist kein Schriftenwechsel durchgeführt worden.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (<ref-law>) kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>), und kann deren Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>).
2. Im angefochtenen Entscheid werden die für die Beurteilung wesentlichen Rechtsgrundlagen unter Berücksichtigung der intertemporalrechtlichen Fragen, die sich aufgrund der am 1. Januar 2004 und 1. Januar 2008 im Rahmen der 4. und 5. IV-Revision erfolgten Rechtsänderungen stellen (vgl. Urteil 8C_829/2008 vom 23. Dezember 2008 E. 2.1 mit Hinweisen), zutreffend wiedergegeben. Dies gilt namentlich für die Bestimmungen und Grundsätze zum Begriff der Erwerbsunfähigkeit (<ref-law>) und der Invalidität (<ref-law> [in Verbindung mit <ref-law>]), insbesondere bei psychischen Gesundheitsschäden (<ref-ruling> E. 3.4 S. 69; <ref-ruling> E. 1.2 S. 50; <ref-ruling>, je mit Hinweisen). Darauf wird verwiesen.
3. 3.1 In Würdigung der medizinischen Unterlagen, namentlich der Expertise der Frau Dr. med. B._ vom 25. Januar 2012, gelangt die Vorinstanz zum Schluss, die Beschwerdeführerin habe zu keinem Zeitpunkt an einem invalidisierenden Gesundheitsschaden gelitten. Deshalb habe die IV-Stelle einen Anspruch auf Leistungen der Invalidenversicherung zu Recht verneint.
3. 3.1 In Würdigung der medizinischen Unterlagen, namentlich der Expertise der Frau Dr. med. B._ vom 25. Januar 2012, gelangt die Vorinstanz zum Schluss, die Beschwerdeführerin habe zu keinem Zeitpunkt an einem invalidisierenden Gesundheitsschaden gelitten. Deshalb habe die IV-Stelle einen Anspruch auf Leistungen der Invalidenversicherung zu Recht verneint.
3.2 3.2.1 Die Tatsachenfeststellungen des kantonalen Gerichts, vorliegend insbesondere die aus den medizinischen Akten gewonnene Erkenntnis, wonach eine 100%ige Arbeitsfähigkeit (sowohl in der angestammten Beschäftigung als kaufmännische Angestellte als auch in anderen Erwerbsbereichen) bestehe, ist im letztinstanzlichen Prozess grundsätzlich verbindlich. Im Rahmen der eingeschränkten Sachverhaltskontrolle (<ref-law>) ist es nicht Aufgabe des Bundesgerichts, die schon im vorinstanzlichen Verfahren im Recht gelegenen medizinischen Berichte neu zu würdigen und die rechtsfehlerfreie Sachverhaltsfeststellung des kantonalen Gerichts hinsichtlich des aus medizinischer Sicht nicht eingeschränkten Leistungsvermögens und des Ausmasses der verbleibenden Arbeitsfähigkeit zu korrigieren (E. 1 hiervor).
3.2.2 Der letztinstanzlich eingereichte Bericht des nun behandelnden Psychiaters Dr. med. C._ vom 4. Dezember 2012 hat als (echtes) Novum (<ref-law>; <ref-ruling> E. 2.2 S. 196) zu gelten und von vornherein ausser Betracht zu bleiben (Urteil 8C_407/2012 vom 18. Juli 2012 E. 2.1 mit Hinweis).
3.2.3 Die Kritik der Versicherten am Gutachten der Frau Dr. med. B._ ist nicht stichhaltig. Die Expertin stützt sich auf eine vollständige Anamnese und eigene Untersuchungen. Ihre Schlussfolgerungen sind nachvollziehbar und überzeugend. Der Einwand, sie sei befangen, weil sie der Beschwerdeführerin "alle schlechten Charaktereigenschaften" vorwerfe, ist unhaltbar. Im Gutachten wird in sachlicher Art und Weise erörtert, dass und aus welchen Gründen auf eine neurotische Entwicklung mit Akzentuierung histrionisch-infantiler sowie dependenter Persönlichkeitszüge zu schliessen sei, aber zu keiner Zeit die ICD-10-Kriterien einer Persönlichkeitsstörung erfüllt gewesen seien. Im Gegensatz zu den abweichenden Einschätzungen der behandelnden Ärzte der Akut-Tagesklinik Kreuzlingen und des Externen Psychiatrischen Dienstes Frauenfeld setzt sie sich ausführlich mit der Frage auseinander, ob den akzentuierten Persönlichkeitszügen und der depressiven Reaktion Krankheitswert zukomme, und sie lässt keine invaliditätsfremden Gründe in ihre Beurteilung einfliessen. Die Vorinstanz durfte deshalb in antizipierter Beweiswürdigung (<ref-ruling> E. 5.2 S. 69; <ref-ruling> E. 5.3 S. 236; <ref-ruling> E. 5.3 S. 148; <ref-ruling> E. 4b S. 94) - ohne gegen den Untersuchungsgrundsatz zu verstossen (<ref-law>; vgl. auch <ref-law>) - auf weitere medizinische Abklärungen verzichten, weil davon keine entscheidrelevanten neuen Erkenntnisse zu erwarten waren.
3.3 Die Ausführungen in der Beschwerdeschrift sind allesamt nicht geeignet, die Sachverhaltsfeststellung des kantonalen Gerichts als offensichtlich unrichtig oder unvollständig erscheinen zu lassen. Mangels gesundheitlich bedingter Arbeitsunfähigkeit besteht weder Anspruch auf Integrations- oder Eingliederungsmassnahmen noch auf eine Invalidenrente.
4. Die Beschwerde ist offensichtlich unbegründet, weshalb sie im Verfahren nach <ref-law> erledigt wird.
5. Das Verfahren ist kostenpflichtig (Art. 65 Abs. 1 und Abs. 4 lit. a BGG). Das Gesuch um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege (im Sinne der vorläufigen Befreiung von Gerichtskosten und der unentgeltlichen Verbeiständung) wird infolge Aussichtslosigkeit der Beschwerde abgewiesen (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Die unterliegende Beschwerdeführerin hat die Gerichtskosten zu tragen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 26. März 2013
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Leuzinger
Die Gerichtsschreiberin: Berger Götz