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-turnering, Scottish Open
, slog han 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 løb til semifinalen af 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 til 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.