En el verano de 2012, Twenty One Pilots lanzó Three Songs EP5​, el cual contenía las canciones "Guns For Hands", "Migraine", y "Ode To Sleep". El 11 de septiembre, "Holding On To You" fue lanzado como un sencillo. El 18 de diciembre, el álbum se puso a disposición de streaming a través de la revista Entertainment Weekly. Vessel fue por fin lanzado mediante Fueled By Ramen el 8 de enero de 2013. Los dos hombres en la cubierta del álbum son los abuelos de Joseph y Dun. El dúo quiso ver la reacción del público en cuanto al nombre del álbum, y cuando el público dijo que sí, el dúo dijo: "Bueno, ¡esto puede funcionar!" En una entrevista, Joseph habló sobre el significado del nombre del álbum diciendo que "un buque (nuestro cuerpo), es un objeto que lleva algo mucho más importante que la capa exterior y, al morir, es puesto en libertad y sigue vivo."

En mayo de 2015, se anunció que el álbum vendió 265,000 copias en Estados Unidos. El álbum consistentemente vendió más de 1,000 copias por semana desde su lanzamiento. En diciembre, las ventas estadounidenses del álbum se situaron en 375,000 ventas. Actualmente el álbum alcanza la certificación oro-platino junto a su posterior disco Blurryface, únicos en la historia de la música digital en lograrlo y únicos en la historia en tener dos discos consecutivos con tal certificación.