Faits: A. Par contrat du 7 novembre 2005, la Société immobilière X._ SA (ci-après: la bailleresse) a cédé à Y._ (ci-après: la locataire), moyennant un loyer annuel de 45'600 fr. charges non comprises, l'usage d'un appartement de quatre pièces au 2ème étage de l'immeuble sis rue xxx, à Genève. Le bail a été conclu pour une durée initiale de cinq ans, allant du 1er novembre 2005 au 31 octobre 2010, renouvelable ensuite tacitement de cinq ans en cinq ans. Une possibilité de résiliation avant terme était réservée au locataire. S'agissant du loyer, il était assorti d'une clause d'indexation. La garantie de loyer à fournir par la locataire était fixée à 11'400 fr. Invoquant la clause d'indexation, la bailleresse a augmenté le loyer: - par avis du 15 mai 2007 à 45'984 fr. par an, sans les charges, dès le 1er juillet 2007; - par avis du 16 mai 2008 à 47'016 fr. par an, sans les charges, dès le 1er juillet 2008; - par avis du 11 décembre 2009 à 47'148 fr. par an, sans les charges, dès le 1er février 2010. B. Le loyer du précédent locataire ne s'élevait qu'à 12'228 fr. par an, mais l'appartement a été entièrement rénové, avant que Y._ n'y emménage. La locataire a demandé au département compétent si les travaux de rénovation entrepris par la bailleresse avaient fait l'objet d'une autorisation, ce qui a entraîné l'ouverture d'une procédure administrative. Finalement, l'autorité compétente, le 26 mai 2011, a accordé une autorisation rétroactive, assortie d'une amende et fixé le loyer entre les parties à 14'600 fr. par an pour la période allant du 1er novembre 2005 (début du bail) au 31 octobre 2008. La bailleresse s'est opposée au loyer ainsi fixé. Statuant en dernière instance, la Ire Cour de droit public du Tribunal fédéral, par arrêt du 12 février 2013, a jugé que la législation de droit public cantonal ne violait pas le principe de la primauté du droit fédéral et que l'autorité cantonale disposait d'une base légale suffisante pour imposer le loyer dû entre les parties; elle a relevé que le loyer inscrit dans le contrat initial n'était de ce fait plus valable et ne pouvait pas " renaître "; s'il est vrai que le contrôle étatique cesse à l'issue de la période définie par la loi (trois ans), il n'en demeure pas moins que le loyer ainsi fixé doit servir de base aux éventuelles modifications contractuelles ultérieures qui seront régies par le droit privé du bail (arrêt 1C_496/2012 consid. 2 et 3). A la suite de la décision de l'administration, la bailleresse a adressé à la locataire un avenant au bail, mais cette dernière ne l'a pas signé, de sorte que ce document est d'emblée dépourvu de portée juridique. C. Par courrier du 25 février 2010 (donc antérieur à la décision administrative), la locataire a sollicité de la bailleresse une baisse de loyer de 50% dès le 1er novembre 2010, soutenant que le rendement de l'immeuble était manifestement abusif et réclamant un calcul selon la méthode absolue. La bailleresse s'est opposée à cette demande, faisant valoir que l'appartement avait été complètement rénové. Après l'échec de l'essai obligatoire de conciliation, la demande en réduction de loyer a été portée devant le Tribunal des baux et loyers du canton de Genève le 1er juillet 2010. La locataire a persisté à demander une réduction de loyer de 50% dès le 1er novembre 2010 avec restitution du trop-perçu. La cause a été suspendue dans l'attente de l'issue de la procédure administrative. La locataire a ensuite modifié ses conclusions, demandant au tribunal de constater que le loyer annuel s'élevait à 14'600 fr. et, principalement, à ce que ce montant soit réduit de 50%, avec restitution du trop-perçu et réduction proportionnelle de la garantie de loyer. La bailleresse a conclu à l'irrecevabilité des conclusions nouvelles et au rejet de la demande. Par jugement du 26 janvier 2012, le Tribunal des baux et loyers a rejeté la demande en réduction de loyer formée par la locataire à partir du 1er novembre 2010. Comme la locataire n'a pas appelé de cette décision, le sort de cette action est définitivement tranché. Par ailleurs, le tribunal, dans le même jugement, a constaté que le loyer annuel dû entre les parties, charges non comprises, s'élevait à 14'600 fr. pour la période postérieure au 1er novembre 2008; en conséquence, il a condamné la bailleresse à restituer le trop-perçu et à réduire la garantie bancaire en conséquence. En substance, le tribunal a retenu que les conclusions nouvelles étaient recevables selon la procédure cantonale, parce qu'elles reposaient sur des faits nouveaux (la décision administrative) en étroite connexité avec les faits qui fondaient la demande initiale; s'agissant du montant du loyer, le tribunal a estimé qu'il fallait en rester au montant déterminé par l'autorité administrative jusqu'au 31 octobre 2008, parce que la bailleresse n'avait pas notifié, sur une formule officielle correctement remplie, une augmentation de loyer pour la période postérieure. La bailleresse a appelé de ce jugement, soutenant que le loyer actuel était fixé à 47'016 fr. par an. La locataire a proposé le rejet de l'appel. Par arrêt du 19 novembre 2012, la Chambre des baux et loyers de la Cour de justice du canton de Genève a confirmé le jugement attaqué. D. La bailleresse exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Invoquant une violation des art. 9, 29, 49 Cst., des art. 8 CC, 270a, 269 à 270e, 253 et 19 CO, ainsi que la violation arbitraire de diverses dispositions de procédure cantonale, elle conclut, principalement, à l'annulation de l'arrêt attaqué, à l'irrecevabilité des conclusions nouvelles prises par la locataire et à leur rejet au fond; subsidiairement elle demande le renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision. Sa requête d'effet suspensif a été admise par ordonnance présidentielle du 29 janvier 2013. L'intimée conclut au rejet du recours. 