Scott Hoying postanowił wziąć udział w trzeciej edycji programu Sing-Off, gdzie biorą udział zespoły muzyczne. Przekonał Grassiego i Maldonado do dołączenia do zespołu. Do zespołu potrzeba było jednak co najmniej czterech osób. Przyjaciel Scotta poznał Aviego Kaplana z innymi i dołączył go do zespołu. Internetowo, przez kanał Youtube, dołączył do nich także beatbokser, Kevin Olusola. Ostatecznie Pentatonix zajął pierwsze miejsce w programie. Z powodu wygranej, Hoying, Grassi i Maldonado przerwali studia i przenieśli się do Los Angeles, wraz z Olusolą i Kaplanem.
W styczniu 2012 roku grupa rozpoczęła prace nad pierwszym wydawnictwem z producentem Benem Bramem. Minialbum zatytułowany PTX Volume 1, został wydany 26 czerwca 2012 roku. Przez 1 tydzień wydano 20 000 egzemplarzy. 13 listopada 2012 roku Pentatonix wydał drugi minialbum, PTXMas.
5 listopada 2013 roku ukazał się trzeci minialbum zespołu PTX Vol. II. Pierwszy singiel z tej płyty, „Can’t Hold Us” (cover Macklemore i Ryana Lewisa), ma na Youtube 31 milionów odsłon. Na tej samej płycie znajduje się utwór „Daft Punk”, za który zespół otrzymał nagrodę Grammy, w kategorii: Best Arrangement, Instrumental or A Cappella.