Sonnen został ukarany karą finansową 2500 USD oraz rocznym zawieszeniem przez Kalifornijską Stanową Komisję Sportową (California State Athletic Commission).
Po odbyciu zawieszenia 8 października 2011 stoczył wygrany pojedynek z byłym mistrzem WEC Brianem Stannem. W następnym starciu pokonał Michaela Bispinga po czym ponownie otrzymał walkę o pas z Silvą. 7 lipca 2012 przegrał z Brazylijczykiem przez TKO na początku 2. rundy.
27 kwietnia 2013 na UFC 159 zastąpił kontuzjowanego Dana Hendersona w pojedynku o pas mistrzowski wagi półciężkiej z Jon Jonesem. Sonnen kolejny raz przegrał przed czasem w mistrzowskim pojedynku, tym razem na 17 sekund przed końcem 1. rundy. Do końca 2013 stoczył dwa pojedynki - wygrany z Maurício Ruą oraz przegrany z Rashadem Evansem.
W październiku 2013 został głównym trenerem w reality show The Ultimate Fighter: Brazil 3 razem z Wanderleiem Silvą. W czasie trwania programu, w czerwcu Silva uległ kontuzji dłoni która wykluczyła go z walki z Sonnenem. Został on zastąpiony przez rodaka Vitora Belforta. Dwa miesiące później na jednych z niezapowiedzianych badań antydopingowych próbka Sonnena dała wynik pozytywny - znaleziono w niej anastrozol oraz klomifen. Amerykanin został natychmiastowo usunięty ze starcia z Belfortem.