Sachverhalt: A. B._ (1973) und A._ (1966) heirateten am 10. Dezember 1998. Sie haben die gemeinsamen Kinder C._ (März 1999) sowie die Zwillinge D._ und E._ (April 2000). Seit dem Jahr 2002 sind die Parteien getrennt, wobei die drei Kinder zunächst unter der Obhut der Mutter lebten. A._ ging eine neue Beziehung ein, aus welcher die Zwillinge F._ und G._ (Juli 2011) stammen. Seit Februar 2012 lebt E._ unter der Obhut des Vaters; C._ und D._ leben unverändert unter der Obhut der Mutter. B. Das Getrenntleben der Parteien wurde erstmals mit Eheschutzverfügung vom 6. März 2002 und nach einem aufwändig geführten Abänderungsverfahren letztmals mit Beschluss des Obergerichts vom 3. November 2005 geregelt. Am 24. Mai 2004 wurde das Scheidungsverfahren anhängig gemacht. Mit vorsorglichen Massnahmen wurde mehrmals die Unterhaltsregelung angepasst, unter Weiterzug bis ans Bundesgericht (vgl. 5P.280/2006 und 5A_610/2011). Am 3. Mai 2010 erging schliesslich das Scheidungsurteil des Bezirksgerichts Zürich, mit welchem die drei Kinder unter die elterliche Sorge der Mutter gestellt wurden. In Bezug auf den Unterhalt verpflichtete das Bezirksgericht A._ zu Beiträgen von Fr. 600.-- pro Kind ab Rechtskraft des Urteils bis April 2012 und von Fr. 800.-- pro Kind ab Mai 2012 bis zum ordentlichen Abschluss einer angemessenen Ausbildung sowie zu nachehelichem Unterhalt von Fr. 1'550.-- ab Rechtskraft des Scheidungsurteils bis April 2012 und von Fr. 675.-- ab Mai 2012 bis April 2016. In seinem Urteil vom 6. Dezember 2012 trug das Obergericht des Kantons Zürich der geänderten Situation Rechnung, indem es E._ im Rahmen der vorsorglichen Massnahmen mit Wirkung ab 1. Februar 2012 unter die elterliche Obhut und im Rahmen der Scheidung unter die elterliche Sorge des Vaters stellte. In Bezug auf die Unterhaltsregelung verpflichtete es diesen zu Beiträgen für die beiden unter der elterlichen Sorge der Mutter stehenden Kinder C._ und D._ von je Fr. 520.-- ab Rechtskraft des Scheidungsurteils bis April 2016 und von je Fr. 800.-- ab Mai 2016 bis zum ordentlichen Abschluss einer angemessenen Ausbildung der Kinder, wobei es beim Vater voneinem Einkommen von Fr. 4'737.-- bzw. Fr. 4'747.-- bis April 2016 (50 %) und von Fr. 7'641.-- ab Mai 2016 (80 %) und seitens der Mutter von einem hypothetischen Einkommen von Fr. 2'050.-- ab März 2013 (50 %) und von Fr. 4'220.-- ab Mai 2016 (100 %) ausging. Es sah davon ab, nachehelichen Unterhalt zuzusprechen. C. In Bezug auf den Kindesunterhalt hat A._ gegen das obergerichtliche Urteil am 29. Januar 2013 eine Beschwerde eingereicht mit den Begehren, die von ihm geschuldeten Unterhaltsbeiträge seien pro Kind auf Fr. 162.-- ab Rechtskraft des Scheidungsurteils bis April 2016 und auf Fr. 691.-- am Mai 2016 bis zum ordentlichen Abschluss einer angemessenen Ausbildung festzusetzen und die Mutter sei zu verpflichten, ihm für den Unterhalt von E._ Fr. 81.-- ab März 2013 bis April 2016 und Fr. 771.-- ab Mai 2016 bis zum ordentlichen Abschluss einer angemessenen Ausbildung zu bezahlen, wobei sein Bedarf ohne Kinder bis April 2016 mit Fr. 3'927.-- und ab Mai 2016 mit Fr. 4'187.-- und derjenige der Mutter ab März 2013 mit Fr. 1'806.-- und ab Mai 2016 mit Fr. 1'906.-- festzustellen sei. Eventualiter verlangte er die Festsetzung der von ihm geschuldeten Beiträge auf Fr. 162.-- bzw. Fr. 561.-- pro Kind. Ferner stellte er ein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege. Mit Stempel vom 30. April 2013 verzichtete das Obergericht auf eine Vernehmlassung. In ihrer Vernehmlassung vom 14. Mai 2013 verlangte die Kindesvertreterin, dass alle drei Kinder gleich zu behandeln seien. Mit Vernehmlassung vom 15. Mai 2013 schloss die Beschwerdegegnerin auf Abweisung der Beschwerde, soweit darauf einzutreten sei; ferner ersuchte sie um Erteilung der unentgeltlichen Rechtspflege. 