3 marca 2012 roku Tate zmierzyła się w Columbus z pretendentką do tytułu Rondą Rousey. Rousey odebrała jej tytuł wygrywając przez kolejne z rzędu poddanie za pomocą dźwigni na staw łokciowy (Tate zwlekała z odklepaniem i w konsekwencji doznała kontuzji ręki). Następnie Tate zawalczyła z Julią Kedzie, którą pokonała przez poddanie w 4 rundzie. Po zakończeniu działalności Strikeforce przeszła do organizacji Ultimate Fighting Championship, podpisując kontrakt na walkę z Cat Zingano z którą przegrała przez TKO. Od porażki z Zingano wygrała cztery pojedynki w UFC (m.in. z Sarą McMann) i jeden przegrała (w rewanżu z Rousey).
5 marca 2016 na UFC 196 poddała obrończynię tytułu Holly Holm w 5. rundzie mistrzowskiego starcia duszeniem zza pleców, zdobywając tym samym pas mistrzyni UFC w wadze koguciej. Tytuł straciła w pierwszej obronie, 9 lipca 2016 (UFC 200), na rzecz Brazylijki Amandy Nunes już w pierwszej rundzie przez poddanie (duszenie zza pleców).
12 listopada 2016 roku na gali UFC 205 w Nowym Jorku, po przegranej na punkty walce z Raquel Pennington, ogłosiła zakończenie kariery.