Międzynarodowy rozgłos zespołu zwiększył się po tym, jak członek One Direction, Louis Tomlinson, udostępnił w mediach społecznościowych link do teledysku piosenki „Gotta Get Out”, deklarując, że jest fanem grupy. Kolejny członek One Direction, Niall Horan, 19 października 2012 roku zamieścił na platformie Twitter odnośnik do pierwszego oficjalnego singla zespołu – „Out of My Limit”.
2013–2016: 5 Seconds of Summer, LIVESOS i Sounds Good Feels Good 14 lutego 2013 roku zespół potwierdził, że wystąpi jako support grupy One Direction podczas światowej trasy koncertowej Take Me Home Tour. Trasa rozpoczęła się 23 lutego w londyńskiej O2 Arena, a 5 Seconds of Summer dołączyli do koncertów w Wielkiej Brytanii, Stanach Zjednoczonych, Australii i Nowej Zelandii, w tym podczas siedmiu występów w Allphones Arena w rodzinnym Sydney. W przerwie między występami w ramach trasy, zespół zagrał serię koncertów w Australii, na które bilety wyprzedały się w ciągu kilku minut. W tym czasie popularność grupy zaczęła szybko rosnąć na arenie międzynarodowej. 21 listopada 2013 roku członkowie zespołu ogłosili podpisanie kontraktu z wytwórnią Capitol Records.