2012年 6月19日、『 オセアニア〜海洋の彼方 』を発表。セールス面では好調なスタートを切り 、ビルボード4位を記録した。
2012年には新曲の「サヴァイヴァル」が ロンドン五輪 公式ソングに選ばれ、メンバーも 聖火リレー に参加 。同年10月には6作目となるアルバム『 ザ・セカンド・ロウ〜熱力学第二法則 』を発売。タイトルにもある 熱力学第二法則 に触発された同作は 、4作連続となる全英1位を記録 。同年10月には日本の お笑い芸人 ・ 鉄拳 が YouTube 上で公開していた パラパラマンガ 「振り子」を「エクソジェネシス（脱出創世記）：交響曲第3部（あがない）」（5thアルバム『ザ・レジスタンス』収録）のオフィシャル・ビデオに採用した 。
2012年、映画『 007 スカイフォール 』の主題歌候補として「スプレマシー」を提案するが、 アデル に敗れた 。
2011年4月にニックと再びレコーディングを開始することが発表され、また同年6月には、ウィル・ハントと共に2007年のツアーメンバーだったトロイ・マクローホーンがギタリストとして正式に加わることも発表された。
セルフタイトル の3rdアルバム『エヴァネッセンス』は、2011年10月に発売された。全米ビルボードアルバムチャート1位を獲得。2012年2月、約5年ぶりの来日ツアーを行う。8日 パシフィコ横浜 国立大ホール、9日 Zepp Tokyo、10日 Zepp Nagoya、13日 Zepp Osakaで、 オープニングアクト は東京・名古屋が Dazzle Vision 、横浜・大阪が Pay money To my Pain 。
2010年 5月、 ヴェルーカ・ソルト 等での活動歴のある ニコール・フィオレンティーノ が加入。同年8月、パンプキンズは解散以来10年ぶりの来日を果たし、 サマーソニック 2010に参加したほか、東京で二晩続けて追加公演を行った。
2010年には、『ザ・レジスタンス』の発売に伴う、 日本武道館 公演を含む日本でのアリーナ・ツアーを開催。また、アメリカの コーチェラ・フェスティバル 、 ドイツ の ロック・アム・リング 、40周年を迎えたイギリスのグラストンベリー・フェスティバル、 スコットランド の T in the Park 、日本のフジロックフェスティバルなど世界各地の大規模なフェスティバルにてヘッドライナーとして出演。さらに、約3年ぶりのウェンブリー・スタジアム2日間公演に加え、 スイス 、イタリア、 フランス 、 スペイン でのスタジアム公演も行った。
2009年、ザックの後任として ガス・G が加入、2010年6月発売のアルバム『SCREAM』から参加が決定した。その後オジーはブラック・サバスに専念するため、ソロ活動が滞る。2017年にサバスの仕事を終えソロツアーを再開。バンドにザックが復帰した 。
2009年に、3人はライブ活動を開始し、2010年に入ると3rdアルバムリリースに向けてのレコーディングを開始した。レコーディングには、2007年のツアー・メンバーでもあったドラムスの ウィル・ハント が参加している。レコーディング開始当時のプロデューサーは、 スティーヴ・リリーホワイト だったが、後に フー・ファイターズ や アリス・イン・チェインズ などを手がけたニック・ラスカリニクス（Nick Raskulinecz）に切り替えられた。2010年の夏・秋リリースに向けてレコーディングを進めていたが、エイミーが創作意欲に勤しむため一時スタジオを離れ休暇をとることを決断、その後結局アルバム・リリースは2011年まで延期することが決定した。
2009年 3月、ジミーが再び脱退することを発表 。後任探しのオーディションが行われ 、19歳の マイク・バーン が正式メンバーに選ばれた。