1. 페넌트 레이스
1.1. 4월
2013년 4월 6일 삼성과의 경기에서 1군 첫 선발 등판이 예정되어 있었으나[1], 우천으로 취소되었다.[2] 그리하여 미뤄진 첫 선발 등판일인 2013년 4월 11일, 잠실 야구장에서 열린 LG와의 원정경기에 선발 등판하여 6이닝 7피안타 1볼넷 3K 무실점으로 역투하며, 팀이 4:1로 승리[3]해 NC 다이노스 역사적인 창단 첫 1군 승리 투수가 되었다. 이는 ACE 세 명도 해내지 못한 업적이다. 다만 이후 몇 경기는 오히려 부진하는 모습을 보여서 약점이 너무 일찍 간파당한 거 아니냐는 우려를 샀다.1.2. 5월
2013년 5월 17일, 삼성과의 홈경기에서 열린 9이닝 2실점의 호투를 선보였으나, 팀 타자들이 삼성 선발 윤성환에게 막혀 버리면서 득점지원은 이호준의 솔로포로 1점밖에 받지 못하였고, 우동균의 결승 희생플라이로 실점하여 완투패를 당했다. 하지만 개인 첫 완투에 김경문 감독은 칭찬을 아끼지 않았다.그 후, 5월 말에 들어 김경문 감독이 그간 NC의 고질적 문제던 마무리 문제를 고심하던 끝에 손민한의 선발 진입을 계기로 부진하던 이민호 대신 이재학을 마무리로 전환시키는 결정을 내렸다. 뒷문 보강에 찬성하는 의견에서부터 김경문 감독이 두산 시절처럼 좋은 투수들을 계투에서 소진시키는 나쁜 버릇이 또 나왔다는 비판까지 다양한 얘기가 나왔다.
1.3. 6월
6월 6일 SK전에서 이재학이 처음으로 마무리로서 등판한 경기에서 부진하여[4] 결국 끝을 임창민이 대신 틀어막은 것 때문에 마무리 운용에 대해 비판적인 목소리가 매우 커졌다.이어 6월 13일 광주 KIA전에는 7:7 동점 상황에서 등판했다가 최희섭에게 끝내기 3루타[5]를 내주면서 그대로 패전 기록. 6월 15일 마산 삼성전에는 6회 2사 6:0 리드 상황에서
이후 6월 19일 좋은 성적을 올렸던 LG를 상대로 선발에 복귀해 역시 6이닝 무실점으로 호투했다. 그러나 팀이 역전패를 당하여 5승은 날아갔다.
1.4. 7월
7월 3일 넥센과의 홈경기에서 선발 등판, 6과⅓이닝 2실점 1자책을 기록하고 뒤이어 올라온 임창민, 노성호, 마무리 이민호까지 모두 승리를 지켜주면서 시즌 5승 고지를 밟았다. 특히 4회에 나온 3타자 연속 탈삼진 기록7월 31일 문학 SK전에서 선발로 등판하여 9이닝 무실점 2피안타 2볼넷으로 호투, 3:0 완봉승을 거두게 되었다. 9이닝 동안 20타자 연속 범퇴, 무려 12개의 삼진을 잡아 내며 데뷔 이래 개인 통산 최다 탈삼진 기록도 경신. 이로써 창단 첫 승과 함께 창단 첫 완투·완봉승, 구단 역사상 최초 한 경기 10K 이상을 기록한 투수라는 영예를 안게 되었다. 12K 퍼레이드 이날 경기로 월간 탈삼진 29개를 기록하면서 쉐인 유먼을 1개차로 누르고 7월 '닥터 쿠퍼스 월간 최다 탈삼진상'도 수상하게 되었다.
1.5. 8월
8월 21일 두산전에 선발 등판하여 1회에만 40개의 공을 던지며 2실점하는 등 불안한 모습을 보였지만, 2회부터 1회와 달리 호투하면서 6.1이닝 3실점(2자책)을 기록한다. 뒤이어 올라온 불펜진이 2실점하기는 했지만 타선이 7점이나 내면서 7:5 승리. 시즌 7승을 거두었다. 여담이지만 이 날 두산의 선발 투수는 한때 같은 팀이었고 신인왕 후보에 올라와 있는 유희관이어서 신인왕 매치로 주목을 끌었다.8월 27일 대구 삼성전에서 8이닝 1실점으로 호투했지만, 타선이 1안타에 그치는 심각한 물빠따를 보여주며 승리는 얻지 못했다. 팀은 9회말 김상수에게 끝내기 안타를 맞으며 1:2 패배. NC 선발투수들이 다들 그렇지만(...) 유독 삼성전에서만 득점지원을 받지 못하고 있다. #
8월 31일 광주 KIA전에 선발 등판하여 5이닝 3실점이라는 약간 아쉬운 투구를 보였지만, 타선이 1회부터 폭발하여 5회까지 9:3으로 리드하여 승리 투수 요건을 갖추고 내려갈 수 있었다. 이후 등판한 이민호, 최금강, 김진성이 남은 이닝을 무실점으로 막아내며 12:3 승리. 시즌 8승째를 거두었다.
1.6. 9월
9월 13일 한화와의 홈경기에서 선발 등판, 체인지업이 제구가 안되면서 위기가 오기도 했지만 직구로 7탈삼진을 잡아내면서 6.2이닝을 무실점으로 막았다. 권희동의 만루홈런과 함께 6회에만 7점이나 득점지원을 받았고, 이후 올라온 김진성이 노진혁의 아쉬운 수비 때문에 1실점하긴 했지만 9:1로 승리. 시즌 9승을 거두었다.9월 19일 사직 롯데전에서 선발 등판하여 7이닝 1실점으로 호투했으나 이어서 나온 손민한이 8회말 박종윤에게 솔로홈런을 맞으며 1점을 내주고 9회말 선두타자 장성호와 신본기에게 연속 안타를 맞는 등 상당히 불안한 모습을 보였다. 그 후 김사훈을 3루 땅볼로 처리하며 아웃 카운트 1개를 늘리는 데는 성공했으나 바로 다음 타자인 황재균에게 동점 적시타를 맞으면서 이재학의 10승이 날아감과 동시에 1사 1,3루 상황에서 강판되었고, 임창민으로 교체되었으나 이승화에게 결승 희생플라이를 내주며 3:4로 패배했다.
9월 25일 목동 넥센전에 선발 등판해 7이닝 무실점 5피안타 8K로 활약하면서 방어율은 2.90까지 내려갔으나 타선지원의 부재로 아쉽게 10승 달성은 다음 기회로 넘어가고 말았다.
1.7. 10월
10월 1일 마산 넥센전에서 10승 달성을 위한 마지막 선발 등판, 2회초 강정호에게 투런홈런을 맞는 등 상당히 불안한 출발을 보였으나 홈런 한 방 맞고 정신차린 건지 그 후 위력적인 직구로 넥센빠따를 거침없이 돌려세우면서 7이닝 2실점 3피안타 7K로 호투했다. 더군다나 이번 경기에서는 이재학이 등판하는 동안 타선이 무려 4점이나 내주면서 3번째 도전 만에 드디어 10승 달성이 가능한 상황, 8회초 이재학이 내려가고 임창민이 등판해 1이닝을 책임졌고 9회초 손민한이 마무리를 짓기 위해 등판, 김민성에게 안타를 맞긴 했지만 이택근, 박병호, 강정호의 LPG타선을 손쉽게 덕아웃으로 돌려보내면서 게임 끝. 팀은 6:2로 승리했고 이재학은 2006년 류현진과 장원삼 이후 7년 만에 두 자릿수 선발승을 기록한 신인투수가 되었다. 유희관도 결국엔 이번 시즌에서 10승을 채웠지만, 구원승이 2번이나 있었던 데다 이재학보다 선발 등판 횟수가 적다. 게다가 NC 다이노스 팀 최초 토종 10승 투수로 이름을 올렸고 전날 역시 10승을 따낸 유희관과의 신인왕 경쟁에서도 매우 유리한 고지를 점했다. 그리고 토종 선발투수들 가운데서 방어율도 가장 낮은 2.88을 기록 중이라 사실상 신인왕은 이미 이재학 쪽으로 중심이 기울었다고 봐도 무방하다.2. 기록
| 주요 토종 선수들 스탯 비교 | |||||
| 기록 | 이재학 | 윤성환 | 유희관 | 송승준 | 노경은 |
| 승패 | 10승 5패 1세 | 13승 9패 | 10승 7패 3홀 1세 | 12승 6패 | 10승 10패 |
| 자책점 | 2.88 (2위) | 3.27 (5위) | 3.53 (7위) | 3.76 (11위) | 3.84 (12위) |
| 이닝 | 156 (15위) | 170⅔ (11위) | 145⅓ (21위) | 167⅔ (12위) | 180⅓ (6위) |
| WHIP | 1.17 (1위) | 1.20 (4위) | 1.33 (11위) | 1.40 (16위) | 1.36 (13위) |
| 피안타율 | .221 (2위) | .259 (12위) | .262 (17위) | .267 (17위) | .254 (9위) |
| BB/9 | 3.40 (14위) | 1.95 (2위) | 3.22 (10위) | 3.44 (15위) | 3.74 (20위) |
| K/9 | 8.31 (5위) | 6.43 (19위) | 5.97 (23위) | 7.14 (12위) | 7.70 (8위) |
| 피OPS | .643 (2위) | .701 (11위) | .696 (10위) | .714 (14위) | .721 (16위) |
| 완투/완봉 | 2/1 | 1/1 | 0/0 | 0/0 | 0/0 |
- 괄호 안은 외인포함 전체 투수 순위
3. 시즌 후
11월 4일, 2013년 한국프로야구 최우수 KBO 신인상을 받았다. 총 98표 중 77표 획득.
[1] 이 날 상대팀 선발은 배영수가 내정되어 있었다고...[2] 그러고 다음날 경기엔 아담이 선발로 나왔다.[3] 1점은 9회말 고창성이 희생플라이로 내준 점수. 신인보다 못한 고참[4] ⅓이닝 3피안타 1실점 1자책점.[5] 이것도 가관이었는데, 2사에 1루, 것도 1루 주자가 발 느리기로 악명 높은 김주형이었다. 우익수 김종호의 펜스플레이가 아쉬운 면도 있긴 했지만 그정도 타구에 김주형 정도 되는 주력을 가진 주자가 홈에 들어오긴 결코 쉬운 상황이 아니었다.[6] 이중에는 이승엽의 통산 351호 홈런도 포함되어 있다. 동향사람 밀어주기...였지만 일단 프로데뷔 첫 세이브 기록.[7] 다음날 이재학은 XTM 인터뷰에서 방어율 2점대 진입보다 10승 달성을 더 하고 싶었다고 직접 말했다. (…)[8] 사실 이 장면은 오히려 손민한이 장기영의 본헤드 플레이를 유도한 것이다.