Powrócił do WEC na gali numer 45 w Las Vegas, przeciwko Anthony'emu Pettisowi z którym wygrał niejednogłośnie na punkty. Do końca roku wygrał jeszcze dwa pojedynki oraz jeden przegrał. W listopadzie 2010 poinformowano o zamknięciu WEC przez Zuffa (właściciela UFC) i przeniesieniu zawodników z ważnymi kontraktami po nowym roku do UFC - również i Palaszewskiego.
Ultimate Fighting Championship Palaszewski po przeniesieniu miał stoczyć swoją debiutancką walkę z Codym McKenzie na UFC 130, jednak McKenzie został wykluczony z pojedynku przez kontuzję, a na jego miejsce zestawiono Gleisona Tibau. Palaszewski ostatecznie nie wystąpił na gali 130 z powodu kontuzji, a nowym przeciwnikiem Gleisona Tibau został Rafaello Oliveira.
29 października 2011 roku stoczył przekładany debiutancki pojedynek w UFC z Tysonem Griffinem na UFC 137 w wadze piórkowej. Palaszewski wygrał przez nokaut w pierwszej rundzie oraz otrzymał bonus za „nokaut wieczoru”. 26 lutego 2012 roku na gali UFC 144 w Saitamie przegrał z Hatsu Hiokim na punkty
Po trzeciej z rzędu przegranej (z Colem Millerem) został zwolniony z UFC. W lutym 2014 zakończył karierę MMA.
Osiągnięcia