2012年9月16日，王濛正式被允許復出。9月21日，在歷經長達13個月的禁賽後重返賽場，在全國速滑聯賽第二站（哈爾濱站）完成復出首秀。在短道速滑500公尺比賽中以44秒408奪冠；之後又率領黑龍江隊奪得短道速滑3000公尺接力冠軍。 10月19日-21日，她隨國家隊前往加拿大卡爾加里，參加新賽季短道速滑世界盃首站爭奪，並奪得短道速滑500公尺冠軍；10月22日，短道速滑世界盃卡爾加里站，以43秒240的成績奪得了女子500公尺比賽冠軍。世界盃蒙特婁站賽場上蟬聯500公尺桂冠，並與隊友一起奪得3000公尺接力冠軍。2012年，包攬2012-2013短道速滑世界盃六站女子500公尺比賽冠軍。

2013年3月9日，王濛在匈牙利德布勒森短道速滑世錦賽女子500公尺中以43秒718奪冠，第六次獲得該項目世錦賽冠軍。這也是13年來中國隊第12次獲得該項目冠軍。3月10日，王濛在匈牙利德布勒森短道速滑世錦賽女子1000公尺比賽中，以1分31秒549的成績技壓群芳，摘得了自己在該屆世錦賽的第二枚金牌，這也是她該賽季1000公尺的首次勝利。11月16日晚，2013-2014賽季短道速滑世界盃最後一站在俄羅斯科洛姆納展開第三日爭奪，在女子500公尺A組決賽，冬奧會冠軍王濛狀態出色，以43秒110第一個衝線，實現了本賽季世界盃該項目的三連冠。

2014年1月16日，離索契冬奧會開幕只有22天的時候，在上海備戰的王濛，在訓練課上，由於主教練李琰強行要求運動員在不平的冰面上訓練「以適應複雜冰面情況」，導致王濛與男隊隊友陳德全在滑行中意外發生碰撞後摔出賽道，造成右腳踝兩根腓骨骨折，而無緣索契冬奧會。