Fatti: A. Nel gennaio del 2003 la Procura della Repubblica italiana presso il Tribunale di Milano ha aperto un procedimento penale nei confronti, tra gli altri, di A._, amministratore delegato di D.X._ S.p.A., di E._, vicepresidente di D.X._ S.p.A., di F._, amministratore delegato di B.X._ S.p.A. e di altri dirigenti di società del gruppo X._, siccome sospettati di corruzione aggravata, riciclaggio di denaro, partecipazione ad associazione a delinquere, appropriazione indebita aggravata ed altri reati ai danni delle società del gruppo. Gli indagati erano in particolare sospettati di essersi appropriati illecitamente, tra il 1999 e il 2002, di parte del patrimonio della D.X._ S.p.A. mediante la stipulazione di contratti di consulenza e di fornitura di manodopera specializzata con società di comodo da loro controllate o messe a disposizione da persone compiacenti, segnatamente da G._, per attività in tutto o in parte inesistenti. Avrebbero inoltre corrotto funzionari italiani e stranieri allo scopo di ottenere l'aggiudicazione di appalti nel settore degli impianti per l'energia elettrica e per opere di desalinizzazione, facendosi poi retrocedere parte degli importi pagati illecitamente. Il denaro provento dei reati sarebbe stato trasferito su conti bancari svizzeri di spettanza degli indagati o di loro familiari o su altri conti esteri messi a disposizione da terzi, segnatamente dall'intermediario H._. B. Con sentenza del 4 ottobre 2006 del Giudice per le indagini preliminari presso il Tribunale di Milano, emanata secondo il rito del patteggiamento, H._ è stato condannato a una pena di un anno e quattro mesi di reclusione, sospesa condizionalmente, in particolare per essersi associato, tra gli altri, con i suddetti dirigenti del gruppo X._ e con G._ al fine di appropriarsi indebitamente di fondi della D.X._ S.p.A., nonché per avere partecipato a un disegno criminoso volto a favorire le società I._ e J._ nell'aggiudicazione di commesse, concordando compensi illeciti con i dirigenti delle stesse. Il 27 luglio 2007 la Procura della Repubblica ha chiesto il rinvio a giudizio, tra gli altri, di G._, A._, E._ e F._. Il 27 aprile 2009 il Giudice per le indagini preliminari ha emanato il decreto che dispone il giudizio nei confronti segnatamente di A._, E._ e F._. Con una sentenza di patteggiamento di stessa data ha condannato G._ alla pena di due anni e sei mesi di reclusione e disposto la confisca di EUR 5'000.--. Il 9 febbraio 2010 è stato aperto il dibattimento dinanzi al Tribunale di Milano che, con sentenze del 20 aprile 2010 e del 20 settembre 2011, ha in particolare dichiarato estinti per intervenuta prescrizione i reati imputati a A._ ed a E._. C. Frattanto, con atto di accusa del 15 giugno 2009, il Ministero pubblico della Confederazione (MPC) ha messo in stato di accusa dinanzi al Tribunale penale federale (TPF) G._, A._, E._ e la di lui moglie K._, F._ e la di lui moglie L._, nonché il consulente bancario M._ per riciclaggio di denaro giusta l'art. 305bis CP, in parte aggravato. In sostanza, il MPC rimproverava loro di avere compiuto in Svizzera atti suscettibili di vanificare l'accertamento dell'origine, il ritrovamento o la confisca di valori patrimoniali provento dei reati commessi all'estero ai danni di società del gruppo X._, riconducibili segnatamente a tangenti per l'ottenimento di commesse pubbliche e alla stipulazione di contratti di consulenza e di outsourcing fittizi. D. Con sentenza del 18 marzo 2010 la Corte penale del TPF ha riconosciuto G._ autore colpevole di riciclaggio di denaro aggravato limitatamente a determinati capi di accusa, per complessivi USD 840'404.59. Ha inoltre riconosciuto E._ autore colpevole di riciclaggio di denaro aggravato, nonché di ripetuto riciclaggio di denaro limitatamente a determinati capi di accusa, per complessivi USD 840'404.59. La Corte penale del TPF ha pure riconosciuto A._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro limitatamente ad alcuni capi di accusa, per complessivi EUR 3'276'221.-- e USD 242'000.--. Gli accusati sono stati prosciolti dai capi di accusa che non sono stati oggetto di condanna. La Corte penale del TPF ha per contro prosciolto da tutte le imputazioni K._, F._, L._, nonché M._ ed ha dichiarato irricevibili per incompetenza giurisdizionale le pretese delle parti civili C.X._ S.p.A., D.X._ S.p.A. e B.X._ S.p.A. Ha inoltre ordinato la confisca di USD 840'404.59 depositati sulla relazione yyy intestata a zzz presso la banca N._ di Chiasso e di EUR 3'276'221.-- e USD 242'000.-- depositati sulla relazione vvv www intestata a A._ presso la banca O._ di Singapore, già oggetto di sequestro. Per i restanti beni e valori è stato ordinato il dissequestro. E. Con sentenza 6B_735/2010 del 25 ottobre 2011, il Tribunale federale ha parzialmente accolto, in quanto ammissibile, un ricorso del MPC contro la sentenza del TPF, annullandola nella misura in cui concerneva A._, E._ e M._. Ha quindi rinviato la causa alla precedente istanza per una nuova decisione. Con sentenze 6B_727/2010 e 6B_732/2010 di stessa data e con sentenza 6B_718/2010 del 18 ottobre 2011, il Tribunale federale ha per contro respinto nella misura della loro ammissibilità i gravami presentati rispettivamente da E._, dalle parti civili e da A._ contro il giudizio di primo grado. F. Statuendo nuovamente sulla causa, con decisione del 29 maggio 2012 la Corte penale del TPF ha ordinato la disgiunzione del procedimento riguardante M._ e ne ha disposto l'abbandono a seguito dell'intervenuta prescrizione dell'azione penale. Con sentenza del 31 ottobre 2012 ha riconosciuto E._ autore colpevole di riciclaggio di denaro aggravato, nonché di ripetuto riciclaggio di denaro limitatamente a determinati capi di accusa, per complessivi USD 840'404.59, condannandolo alla pena detentiva di 13 mesi e alla pena pecuniaria di 20 aliquote giornaliere di fr. 100.-- ciascuna, sospese condizionalmente per un periodo di prova di due anni. Ha contestualmente riconosciuto A._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro limitatamente ad alcuni capi di accusa, per complessivi EUR 3'276'221.-- e USD 242'000.-- e lo ha condannato alla pena detentiva di 16 mesi, sospesa condizionalmente per un periodo di prova di due anni. Gli accusati sono stati prosciolti dai capi di accusa che non sono stati oggetto di condanna. Il TPF ha inoltre ordinato la confisca di USD 840'404.59 depositati sulla relazione yyy intestata a zzz presso la banca N._ di Chiasso e di EUR 3'276'221.-- e USD 242'000.-- depositati sulla relazione vvv www intestata a A._ presso la banca O._ di Singapore, già oggetto di sequestro. Per i restanti beni e valori è stato ordinato il dissequestro. G. Il MPC impugna la sentenza del 31 ottobre 2012 della Corte penale del TPF con un ricorso in materia penale al Tribunale federale. In via principale, chiede di dichiarare E._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro aggravato per tutti i capi d'imputazione oggetto dell'atto di accusa, tranne uno riguardante un accredito di USD 100'000.--, e di condannarlo a una pena detentiva di due anni e cumulativamente a una pena pecuniaria di 26 aliquote giornaliere di fr. 1'500.-- ciascuna, non opponendosi alla sospensione condizionale della pena detentiva. Postula inoltre di riconoscere A._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro aggravato per tutti i capi d'imputazione e di condannarlo a una pena di due anni e due mesi di detenzione e cumulativamente a una pena pecuniaria di 27 aliquote giornaliere di fr. 1'500.-- ciascuna. Il ricorrente chiede pure di ordinare la confisca dei valori depositati sulle relazioni zzz e www fino a concorrenza dei rispettivi saldi attuali. In via subordinata, postula il rinvio della causa al TPF per un nuovo giudizio nel senso dei considerandi. Il ricorrente fa valere la violazione del diritto federale e l'accertamento inesatto dei fatti. H. Non sono state chieste osservazioni sul merito del ricorso, al quale, con decreto presidenziale del 25 giugno 2013, è stato concesso effetto sospensivo limitatamente ai punti del dispositivo del giudizio impugnato concernenti la confisca. 