2012年3月,邓紫棋代表香港,与日本歌手阳光直人、台湾歌手唐禹哲在亚洲博览馆举行以“亚洲三角”为主题的《ASIA MUSIC CONNECTION 2012》,在日本、台湾和香港举办巡回演唱会。4月,正式开始广东巡回音乐会之旅。7月5日,推出第四张音乐专辑《Xposed》,邓紫棋凭此辑荣获2012年度IFPI香港唱片销量大奖“全年最高销量国语唱片”及“全年最高销量本地女歌手”等四项大奖,并入围了第24届金曲奖最佳国语女歌手。
2013年3月,推出首张个人精选辑《The Best Of G.E.M. 2008-2012》。6月21日,发布单曲《你把我灌醉(Intoxicated)》。该单曲在QQ音乐一周内突破1500万点击,并在全民投票的情况下获得TVB劲歌金曲奖-第七位。7月推行《The Best Of G.E.M. 2008-2012》第二版,追加收录单曲《你把我灌醉》。翌年于参加湖南卫视《我是歌手》期间推出内地版本,首日销量冲破十万张。同年开启“X.X.X. Live世界巡回演唱会”,4月在红馆完成一连五场香港站个人演唱会后,邓紫棋到奥地利等十个国家游学,9月举办广州站演唱会。10月,邓紫棋推出个人现场创作《LIVE Piano Session》,当中包括原创作品《偶尔》和《我的秘密》,以及重唱苏芮旧作《是否》。10月,邓紫棋获得全球华语歌曲榜颁奖典礼“年度最受欢迎20大金曲”以及“最受欢迎创作歌手”两奖。11月26日,邓紫棋推出G.E.M. X.X.X. Live演唱会DVD。