2011–2013 W przeciągu niecałego roku wygrał trzy walki z rzędu (m.in. z Davidem Branchem). Dobrą passę zakończyła porażka z Alanem Belcherem w maju 2012. Kolejną przegraną zanotował pod koniec roku, w grudniu przegrywając przez nokaut z Kubańczykiem Hectorem Lombardem. Po walce z Lombardem został ponownie zawieszony, tym razem na 9 miesięcy z powodu przekroczenia dopuszczalnego poziomu testosteronu.
Po odbyciu zawieszenia zszedł do kategorii półśredniej i 9 października 2013 stoczył wygrany pojedynek z Mikiem Pierce’em, którego poddał dźwignią skrętną na nogę, lecz kolejny raz mimo odklepania przez rywala i interwencji sędziego Brazylijczyk przeciągnął dźwignię i po walce (z powodu recydywy) został zwolniony z organizacji w trybie natychmiastowym.
World Series of Fighting Jeszcze w tym samym roku, w listopadzie związał się z World Series of Fighting. 29 marca 2014 w debiutanckiej walce w organizacji zmierzył się ze Steve’em Carlem o mistrzostwo wagi półśredniej. Palhares wygrał starcie przez poddanie firmową dźwignia skrętną i został mistrzem. Pasa bronił dwukrotnie pokonując dwóch doświadczonych rywali – Jona Fitcha oraz Jake Shieldsa, obu przed czasem.