Además, Santiago Bernabéu fue nombrado socio de honor y se le impuso la insignia de oro y brillantes del club. Llevó el brazalete de capitán por primera vez un mes después, el 17 de marzo, en un partido de Liga ante el Rayo Vallecano; para entonces, se había convertido en el punto focal táctico del equipo en un grado que podría decirse que solo se comparaba con los exjugadores del Barcelona Josep Samitier, László Kubala y Johan Cruyff. Después de perder sucesivos Clásicos, incluidas las semifinales de la Copa del Rey, el Barça estuvo a punto de ser eliminado en los octavos de final de la Liga de Campeones por el AC Milan, pero una recuperación de forma en el partido de vuelta llevó a una remontada 4-0, con dos goles y una asistencia de Messi. A pesar de la forma individual de Messi, el ciclo de cuatro años de éxitos del Barcelona con Guardiola, una de las mejores épocas en la historia del club, llegó a su fin. Bajo la dirección del nuevo entrenador Tito Vilanova, quien lo había entrenado por primera vez a los 14 años en La Masia, Messi ayudó al club a lograr su mejor comienzo de temporada en la Liga durante la segunda mitad de 2012, acumulando 55 puntos en la mitad de la competencia, un récord en el fútbol español.

Terminó la temporada con 53 goles y 24 asistencias en todas las competiciones, convirtiéndose en el máximo goleador de todos los tiempos del Barcelona en una temporada y el primer jugador del fútbol español en alcanzar la marca de 50 goles. Con 58 goles de Messi, el trío marcó un total de 122 goles en todas las competiciones de esa temporada, un récord en el fútbol español. Dos semanas después, el 20 de marzo, Messi se convirtió en el máximo goleador de la historia del Barcelona a los 24 años, superando el récord de los 232 goles de César Rodríguez hacía 57 años, con un hat-trick ante el Granada. Messi envió a Müller una camiseta del Barcelona con la 10, firmada "con respeto y admiración", tras batir su récord de 40 años. Manchester United en una revancha de la final de dos años antes. Después de cinco años jugando como falso nueve, Messi regresó a su antigua posición en la banda derecha a fines del año anterior, por sugerencia propia, según Luis Súarez.

Por primera vez en cinco años, el Barcelona terminó la temporada sin un gran trofeo; fueron derrotados en la final de la Copa del Rey por el Real Madrid y perdieron la Liga en el último partido ante el Atlético de Madrid, provocando que Messi fuera abucheado por sectores de la afición en el Camp Nou. Aún sin estar en forma, demostró ser ineficaz durante el partido de ida contra el Bayern Múnich y no pudo jugar en absoluto durante la vuelta, ya que el Barcelona fue goleado por 7-0 en el global ante los eventuales campeones. Parece, por lo tanto, razonable, preguntarse por la clase de intereses que mantienen al Barcelona bajo un grado de protección descaradamente ajeno al principio de igualdad ante la ley. Aunque el Barcelona ganó la Copa del Rey ante el Athletic de Bilbao el 25 de mayo, su 14° título de ese período, el equipo perdió la liga ante el Real Madrid y fue eliminado en las semifinales de la Champions League por el eventual campeón, el Chelsea, con Messi errando un penal crucial en el segundo tramo contra el larguero. Tras un inicio irregular de la nueva equipacion del sevilla temporada con el entrenador Gerardo Martino, ex DT de su club de la infancia Newell's Old Boys, Messi sufrió su quinta lesión en 2013 cuando se lesionó el tendón de la corva el 10 de noviembre, dejándolo fuera de juego durante dos meses.

Después de cuatro temporadas en gran parte sin lesiones, las lesiones musculares que anteriormente habían plagado a Messi durante el inicio de su carrera volvieron a ocurrir. Falta sobre Toletti. La centrocampista francesa provoca la falta y gana unos segundos para su equipo, que está sufriendo. Tras prolongadas especulaciones sobre su futuro con el club, Messi firmó un nuevo contrato el 19 de mayo de 2014, solo un año después de su última actualización contractual; su salario aumentó a 20 millones de euros, o 36 millones de euros antes de impuestos, el salario más alto en el deporte. En el último partido de Liga en casa del Barça el 5 de mayo, ante el Espanyol, Messi marcó los cuatro goles antes de acercarse al banquillo para abrazar a Guardiola, que había anunciado su dimisión como técnico. En el partido de vuelta contra el PSG, con un decaído Barcelona por un gol, Messi salió de la banca en la segunda mitad y en nueve minutos hizo el gol del empate, que les permitió avanzar a las semifinales. La maqueta con el proyecto ganador fue presentada ante el público por primera vez durante los prolegómenos del partido Barça-Sevilla del 22 de septiembre, y posteriormente expuesta en la segunda planta del museo del club.