Doherty startede 2012-13 sæsonen med at tabe 4-5 til Stuart Bingham i anden runde af Wuxi Classic og 3-5 til Martin Gould i første runde af Australian Goldfields Open. Han kom til sidst med det første officielle 147 break i sin karriere på den mindre rangerede 2012 Paul Hunter Classic i Tyskland under en første runde sejr mod Julian Treiber. Han nåede videre til kvartfinalen af begivenheden, hvor han tabte 0-4 til Mark Selby. Doherty blev besejret i kvalifikationen til Shanghai Masters og 2012 UK Championship og undlod at komme videre end wildcard-runden af det internationale mesterskab. På den femte European Tour-begivenhed,
Scottish Open, han så ud af folk som Luca Brecel og Ryan Day for at nå semifinalen, hvor han tabte 2 til 4 mod Ding Junhui. Doherty blev elimineret i første runde af den tyske Masters af Peter Lines, men derefter havde hans bedste løb i sæsonen på Welsh Open. Han slog fire gange verdensmester John Higgins 4-1 og Tom Ford 4-3 for at komme igennem til kvartfinalen. Han førte Stuart Bingham 2<unk>0, men en række fejlede potter så Doherty miste sin tillid, og han tabte 3<unk>5. Hans førnævnte kørsel til semifinalen i Scottish Open hjalp ham med at afslutte 16. på PTC Order of Merit for at kvalificere sig som en af de 26 bedste spillere til finalen, men han tabte 2-4 til Kurt Maflin i første runde. Doherty fik næsten et af sine kendte comebacks mod Matthew Selt i den sidste runde af VM-kvalifikationen, da han fra 4<unk>9 ned blev udlignet til 9<unk>9, men mistede den afgørende ramme. Resultatet betød, at dette var den første sæson, hvor Doherty ikke havde medvirket i nogen af snookers Triple Crown begivenheder. Doherty øgede sin placering med otte pladser i løbet af sæsonen for at afslutte den rangeret som verdens nummer 27.