12 lutego 2013 ogłoszono datę wydania singla ''[[Heart Attack]]'', który poprzedzał wydanie czwartego studyjnego albumu wokalistki zatytułowanego ''[[Demi]]''. Mimo, że miał zostać wydany 4 marca, pojawił się w nocy z 24 na 25 lutego. W pierwszym tygodniu, na terenie Stanów Zjednoczonych singiel rozszedł się w nakładzie 215.000 kopii. Nagranie dotarło do pozycji 10 na [[Billboard Hot 100]] oraz uzyskało status podwójnej platyny w USA, platyny w Kanadzie, złota w Australii, Nowej Zelandii, Danii oraz srebra w Wielkiej Brytanii. Teledysk do singla został opublikowany 9 kwietnia. Jako pierwszy klip Demi, przekroczył on 100 milionów wyświetleń na YouTube. Aktualnie hit ten ma 150 milionów wyświetleń.<br /> W marcu, Lovato oficjalnie potwierdziła swój udział w kolejnej edycji amerykańskiej wersji ''X Factor''. 14 maja do sklepów trafił jej czwarty album, ''[[Demi]]''. W pierwszym tygodniu, płyta w Stanach sprzedała się w nakładzie 110,000 kopii i zadebiutowała na trzecim miejscu listy ''Billboard 200''. W Polsce, album dotarł do 45 miejsca oficjalnej listy sprzedaży płyt [[OLiS]]. Na drugi singiel z albumu wybrano ''Made in The USA''. Singiel został wydany 17 lipca. Po raz pierwszy w swojej karierze Lovato reżyserowała teledysk do singla, który pierwszego dnia po premierze zdobył ponad 3 miliony wyświetleń na YouTube. Demi nagrała również utwór na soundtrack filmu ''[[Miasto kości|Dary Anioła: Miasto Kości]]'' zatytułowany "Heart by Heart". 19 sierpnia pojawiła się informacja że Lovato wystąpi w piątym sezonie popularnego serialu ''[[Glee]]'', wcielając się w rolę Dani, zagra w 6 odcinkach serialu. Pracownik w wytwórni Demi potwierdził na swoim twitterze ,że płyta Demi na pewno doczeka się swojego trzeciego singla. Trzecim singlem została piosenka ''Neon Lights''. 19 listopada miała miejsce premiera pierwszej książki Lovato - ''Staying Strong''. Polska premiera odbyła się 4 grudnia. W wywiadzie dla Synergistic Productions, Demi przyznała że powoli zaczyna pracę nad swoim piątym studyjnym krążkiem.
