Emblem3 terbentuk ketika Drew Chadwick dan Wesley Stromberg mulai berkolaborasi saat bersekolah di SMP di Sequim, Washington. Saat itu, Keaton Stromberg baru berusia sembilan tahun dan sudah memiliki band sendiri bernama Lucky 13 (gitar Keaton, bass Eli Fozio, drum Sara Mobley). Ketika Wesley pindah ke Huntington Beach, California bersama pacarnya, Chadwick pindah-pindah sekolah di sepanjang Pantai Barat, dan akhirnya bergabung dengan Wesley di Huntington Beach. Keaton mendaftar di sebuah sekolah seni di dekatnya dan pindah ke California untuk bergabung dengan mereka. Mereka merilis album berjudul Bite Your Lip and Take It dengan nama The American Scholars, yang mereka produksi di ruang bawah tanah mereka. Setelah berganti-ganti nama, ketiganya akhirnya memilih nama "Emblem3" saat berada di Huntington Beach. Mereka tampil secara lokal di sepanjang Sunset Strip.
Pada tahun 2012, Emblem3 mengikuti audisi di San Francisco untuk musim kedua acara The X Factor, dengan membawakan lagu orisinal berjudul "Sunset Blvd" yang ditulis oleh Chadwick. Saat bootcamp, mereka menyanyikan lagu "Iris" oleh Goo Goo Dolls, dan di babak rumah juri, mereka membawakan lagu "Every Little Thing She Does Is Magic" oleh The Police. Mereka kemudian terpilih untuk melanjutkan ke babak live show. Emblem3 membawakan lagu "One Day" oleh Matisyahu dalam penampilan live show pertama mereka pada tanggal 31 Oktober. Selain itu, mereka juga dipilih sebagai grup pertama yang masuk ke dalam dua belas besar oleh Simon Cowell. Pada penampilan live show kedua pada tanggal 7 November, grup ini membawakan versi mereka dari lagu "My Girl" oleh The Temptations dan "California Gurls" oleh Katy Perry dengan lagu latar belakang "What Makes You Beautiful" oleh One Direction. Setelah penampilan live show kedua, grup ini menduduki peringkat keenam berdasarkan suara penggemar dan berhasil melanjutkan ke live show minggu berikutnya. Pada penampilan live show ketiga, mereka membawakan lagu "No One" oleh Alicia Keys dan menduduki peringkat keempat berdasarkan suara penggemar, melanjutkan ke minggu kelima. Pada penampilan live show keempat pada tanggal 21 November 2012, mereka membawakan lagu "Secrets" oleh OneRepublic dan kembali menduduki peringkat keempat oleh masyarakat Amerika. Pada penampilan live show kelima, mereka membawakan lagu "I'm a Believer" oleh The Monkees dan menduduki peringkat ketiga. Pada penampilan live show keenam, grup ini membawakan dua lagu: lagu pertama, yang dipilih oleh mentor mereka, adalah "Just the Way You Are" oleh Bruno Mars; lagu kedua, yang dipilih oleh penggemar dalam Pepsi Challenge, adalah "Forever Young" oleh Alphaville. Grup ini sekali lagi menduduki peringkat ketiga secara keseluruhan berdasarkan suara penggemar. Di babak semi-final, mereka membawakan lagu "Baby, I Love Your Way" oleh Peter Frampton sebagai pilihan mereka sendiri dan "Hey Jude" oleh The Beatles sebagai pilihan Cowell. Mereka tereliminasi dalam acara hasil penampilan.
Pada bulan Desember 2012, ketiga anggota Emblem3 mulai merekam album debut mereka, Nothing to Lose. Album ini dirilis pada tanggal 30 Juli 2013. Single utama dari album ini berjudul "Chloe (You're the One I Want)" mencapai peringkat 93 di tangga lagu Billboard Hot 100. Single kedua dari album ini adalah "3000 Miles". Band ini melakukan tur untuk mempromosikan musik mereka dalam tur "Goin' Back to Cali" pada bulan April 2013. Emblem3 kemudian tampil sebagai pembuka untuk konser Selena Gomez dalam tur "Stars Dance Tour" yang dimulai pada bulan Agustus 2013. Pada tanggal 5 Desember 2013, Emblem3 tampil di The X Factor dengan membawakan lagu "Just for One Day". Setelah penampilan mereka, mereka mengumumkan