Sezon 2012/2013 był początkiem pasma sukcesów w karierze Fernándeza. W trakcie przerwy między sezonami pracował z Orserem na obozach letnich oraz ulepszał swoje umiejętności łyżwiarskie, pracując między innymi nad piruetami, potrójnym axlem oraz kombinacją potrójnych skoków (triple-triple). W międzyczasie do klubu w Toronto dołączył Japończyk Yuzuru Hanyū, który w poprzednim sezonie zdobył brąz na mistrzostwach świata i miał być konkurencją dla Fernándeza w kolejnych sezonach. Po rozpoczęciu sezonu od brązowego medalu Finlandia Trophy 2012 Fernández po raz pierwszy zwyciężył w zawodach z cyklu Grand Prix, Skate Canada International 2012 pokonując faworyta gospodarzy Patricka Chana, a następnie zajął czwarte miejsce na NHK Trophy 2012. W finale Grand Prix w Soczi zajął czwarte miejsce, przegrywając brązowy medal z Chanem o niespełna 0,04 pkt, pomimo tego, że w programie dowolnym wykonał trzy skoki poczwórne, stając się drugim Europejczykiem w historii, który tego dokonał (pierwszym był Brian Joubert). Po przybyciu Fernándeza na mistrzostwa Europy 2013 do Zagrzebia okazało się, że jego łyżwy zagubiły się na lotnisku przez co nie mógł trenować.