2012年除了GP125 改制使用4行程250 單缸引擎的Moto3 外,也是Luis Salom 開始大放異彩的一年,與RW Racing 一同加入Kalex KTM,除了穩定的站上頒獎台外,更在Indianapolis 站,以0.056秒的些微差距,擊敗Sandro Cortese 拿下生涯首次的分站冠軍。並在同年度的Aragon 站,再度超越Sandro Cortese,奪得分站冠軍。這一年Luis Salom 更以年度第二名作收。
隨著2012年的成果,讓Luis Salom 在2013年轉至Red Bull KTM Ajo 車隊,也就是KTM 廠隊,並在開幕站就搶先拿下分站冠軍,展現出驚人的速度。在這一年17場賽事中,Luis Salom 只有5場分站未站上頒獎台,其他12場賽事中還有7場賽事拿下冠軍,並拿下相當高的302分年度積分。
只是當年除了Luis Salom 外,同是西班牙的Álex Rins 以及現在MotoGP 新秀Maverick Viñales 也都改用KTM 賽車,這三位選手在當年戰的難分難捨,幾乎包辦全年度各分站的前三名。也因此即使Luis Salom 拿下302分積分,也只拿到年度第三,但實力已無庸置疑,甚至是許多車迷心中的冠軍,隔年2014年便升至Moto2 賽事。