4 lutego 2012 roku zespół ogłosił za pośrednictwem Twittera, że rozpoczął prace nad trzecim albumem, którego premiera planowana jest na jesień 2012. Jednak zespół zapowiedział, że nie będzie się spieszył. W marcu 2012 roku został ujawniony jeden z nowych utworów, „Life in Color”. Utwór został wykorzystany w reklamie zapachu Ralpha Laurena. 5 kwietnia 2012 roku zespół ujawnił tytuły 3 piosenek z nowego albumu, „What You Wanted”, „Burning Bridges” i „Let's Get Lost”.
Pierwszy singel zapowiadający album Native zatytułowany „Feel Again” został wydany 27 sierpnia 2012 roku. Utwór był częścią kampanii Every Beat Matters organizowanej przez Save the Children. W USA singel zadebiutował na 61 miejscu na liście Billboard Hot 100, ostatecznie dotarł do 32 pozycji i pokrył się złotem
W listopadzie 2012 roku zespół poinformował, że prace nad albumem dobiegają końca i płyta będzie gotowa w grudniu 2012 roku. Premiera została jednak przesunięta na marzec 2013. W styczniu 2013 roku podczas premiery kolejnego singla „If I Lose Myself”, zespół ujawnił okładkę płyty. Na okładce przedstawiono pięć różnych zwierząt, co miało podkreślać odrębność każdego z członków grupy. Na okładce wokalista zespołu, Ryan Tedder jest reprezentowany przez lisa, gitarzysta Zach Filkins przez bizona, perkusista Eddie Fisher – pumę, basista Brent Kutzle – gazelę, a gitarzysta Drew Brown – sowę.
8 stycznia 2013 roku został wydany singel „If I Lose Myself”, który zajął wysokie pozycje na listach w Niemczech, Austrii, Szwajcarii, Szwecji, Polsce i Wielkiej Brytanii. W USA singel znalazł się na 74 pozycji na Billboard Hot 100. 30 marca został wydany remiks utworu nagrany przez Alesso. Remiks wykorzystano w serialu Tylko jedno życie. 19 lutego 2013 roku singel promocyjny „What You Wanted” został udostępniony do pobrania w iTunes. Piosenka została wykorzystana w filmie Gwiazd naszych wina (2014).
Album Native został wydany 22 marca 2013 roku. W Stanach Zjednoczonych zadebiutował na 4 miejscu listy Billboard 200 sprzedając się w nakładzie 60 000 egzemplarzy w pierwszym tygodniu od premiery. Płyta znalazła się w pierwszej piątce w oficjalnych notowaniach w krajach niemieckojęzycznych, a w USA, Australii, Austrii, Szwecji i Kanadzie pokryła się platyną. 14 czerwca 2013 roku ukazał się trzeci singel „Counting Stars”, który odniósł największy sukces z albumu i okazał się największym sukcesem zespołu w ciągu ostatnich lat. Utwór znalazł się w Top 5 na oficjalnych listach w ponad 20 krajach świata, a także stał się numerem jeden w Wielkiej Brytanii. Utwór dotarł do drugiego miejsca na Billboard Hot 100, powtarzając sukces pierwszego singla zespołu „Apologize”. Czwarty singel „Something I Need” wydany został w sierpniu i odniósł sukces w Polsce, Nowej Zelandii, Austrii i Australii.
14 kwietnia 2014 roku zespół wydał reedycję albumu Native promowaną singlem „Love Runs Out”. Utwór dotarł do pozycji piętnastej notowania Billboard Hot 100, a także zajął wysokie pozycje na oficjalnych listach w Niemczech, Austrii, Szwajcarii, Kanadzie i Wielkiej Brytanii. W Niemczech piosenka „Love Runs Out” została wybrana na oficjalną piosenką promocyjną Mistrzostw Świata w Piłce Nożnej 2014 w Brazylii.
14 sierpnia 2014 roku zespół ogłosił, że kolejnym singlem będzie utwór „I Lived”. Piosenka znalazła się także na ścieżce dźwiękowej do filmu Dawca pamięci zatytułowanej The Giver: Music Collection, która swoją premierę miała 5 sierpnia 2014 roku. Oficjalnie singel został wydany 25 września 2014 roku. 23 września wydano remiks utworu stworzony przez rosyjskiego DJ-a Arty’ego. Singel „I Lived” dotarł do miejsca trzydziestego drugiego w notowaniu Billboard Hot 100. Utwór największy sukces odniósł we Włoszech zajmując miejsce osiemnaste na tamtejszej liście i pokrywając się platyną.
