W pierwszej obronie odzyskanego pasa ponownie zwyciężył Antonio Silvę przez TKO w 1. rundzie. Po czasie ogłoszono trzecie starcie Velasquez vs Dos Santos do którego doszło 19 października 2013. Kolejny raz Velasquez był lepszy od pretendenta dominując go i praktycznie stosując tę samą taktykę co w ich drugim starciu czyli wpadanie w klincz z serią ciosów oraz obalenia ale tym razem Velasquez był bardziej zdeterminowany by skończyć walkę przed czasem i dopiął swego w ostatniej rundzie mistrzowskiego boju pokonując kompletnie rozbitego Dos Santosa przez TKO.
Po serii kontuzji które trapiły Velasqueza przez ostatnie lata dopiero 13 czerwca 2015 mógł ponownie stanął do obrony tytułu. Rywalem Meksykanina był kolejny Brazylijczyk Fabricio Werdum, który nieoczekiwanie poddał go w 3. rundzie duszeniem gilotynowym i odebrał mu pas.
Kariera od 2016 9 lipca 2016 na jubileuszowej gali UFC 200, pokonał przez techniczny nokaut w pierwszej rundzie Travisa Browna.
Walka rewanżowa przeciwko Werdumowi została przełożona i miała się odbyć 30 grudnia 2016 roku na gali UFC 207.