2012年9月16日，王濛正式被允许复出。9月21日，在历经长达13个月的禁赛后重返赛场，在全国速滑联赛第二站（哈尔滨站）完成复出首秀。在短道速滑500米比赛中以44秒408夺冠；之后又率领黑龙江队夺得短道速滑3000米接力冠军。 10月19日-21日，她随国家队前往加拿大卡尔加里，参加新赛季短道速滑世界杯首站争夺，并夺得短道速滑500米冠军；10月22日，短道速滑世界杯卡尔加里站，以43秒240的成绩夺得了女子500米比赛冠军。世界杯蒙特利尔站赛场上蝉联500米桂冠，并与队友一起夺得3000米接力冠军。2012年，包揽2012-2013短道速滑世界杯六站女子500米比赛冠军。
2013年3月9日，王濛在匈牙利德布勒森短道速滑世锦赛女子500米中以43秒718夺冠，第六次获得该项目世锦赛冠军。这也是13年来中国队第12次获得该项目冠军。3月10日，王濛在匈牙利德布勒森短道速滑世锦赛女子1000米比赛中，以1分31秒549的成绩技压群芳，摘得了自己在该届世锦赛的第二枚金牌，这也是她该赛季1000米的首次胜利。11月16日晚，2013-2014赛季短道速滑世界杯最后一站在俄罗斯科洛姆纳展开第三日争夺，在女子500米A组决赛，冬奥会冠军王濛状态出色，以43秒110第一个冲线，实现了本赛季世界杯该项目的三连冠。
2014年1月16日，离索契冬奥会开幕只有22天的时候，在上海备战的王濛，在训练课上，由于主教练李琰强行要求运动员在不平的冰面上训练“以适应复杂冰面情况”，导致王濛与男队队友陈德全在滑行中意外发生碰撞后摔出赛道，造成右脚踝两根腓骨骨折，而无缘索契冬奥会。