En 2012, il sort la chanson Gangnam Style qui est un succès international sur le net, dont beaucoup de médias ont parlé. Avec son clip, il caricature le quartier le plus huppé de Séoul, Gangnam-gu. Le , elle est la première chanson la plus écoutée du moment sur Deezer. Depuis sa mise en ligne sur YouTube le , le clip vidéo a passé la barre du milliard de vues le , sans compter les autres sites de vidéos qui diffusent également le clip. Celui-ci a atteint la première place dans le top 100 YouTube (pour les semaines du et du ) mais s'est fait dépasser en 2017 par Despacito de Luis Fonsi et Daddy Yankee et 5 autres chansons depuis. Au total, le nombre de visionnages tous supports et vidéos confondus sur le net du clip de la chanson a déjà dépassé la barre du milliard de vues en seulement quatre mois. Ce qui en fait, le , la première vidéo du web la plus regardée de tous les temps et le plus grand phénomène musical mondial après l'album Thriller de Michael Jackson[8]. Il signe avec l'agent Scooter Braun en [9].
Le , aux American Music Awards 2012, il interprète une nouvelle version de sa chanson avec MC Hammer, un mashup des chansons Gangnam Style et 2 Legit 2 Quit. Cinq jours plus tard, son clip Gangnam Style devient la vidéo la plus vue sur YouTube, dépassant ce jour-là les 803 761 928 visionnages depuis le début[13]. Le de la même année, il est le premier à dépasser le milliard de vues sur YouTube pour un seul clip[14]. Psy chante Gangnam Style lors de la cérémonie d'investiture de la nouvelle présidente de Corée du Sud, Park Geun-hye[15]. Le suivant, il dévoile son nouveau tube, Gentleman, qui suit directement Gangnam Style. Le clip officiel sort le lendemain à la suite d’un concert appelé Happening au stade de la Coupe du monde de Séoul avec 50 000 spectateurs. Le clip musical est vu plusieurs millions de fois en quelques heures. Le concert a en outre été diffusé en direct sur YouTube[16],[17]. Le , le clip officiel de Gangnam Style devient la première vidéo ayant plus de deux milliards de vues sur YouTube[18]. Le , son nouveau single en collaboration avec Snoop Dogg, Hangover, sort sur YouTube[19].
Il possède une fortune évaluée à environ 60 millions de dollars en 2018[20].
Le , YouTube annonce que le nombre de vues de sa vidéo Gangnam Style a dépassé la représentation d'un entier signé sur 32 bits, soit 2 147 483 647 vues, ce qui les a obligé à passer ce nombre sur un entier de 64 bits (permettant 9 trillions de consultations)[21],[22]. En , le compteur de visualisation de YouTube affiche plus de 2 749 000 000 de vues pour ce clip. En , sa vidéo est dépassée par See You Again de Wiz Khalifa et Charlie Puth, et Despacito de Luis Fonsi et Daddy Yankee, perdant son statut de vidéo la plus visionnée depuis 2012[23],[24]. Le clip dépasse, en , les 3 milliards de vues sur YouTube, et en mi-juillet 2021, les 4 milliards de vues.
Le , il quitte YG Entertainment après 8 ans dans la compagnie. Il crée en 2019 sa propre agence, P-Nation, qui accueille à présent Jessi, HyunA, Dawn(en) (anciennement "E-Dawn"), Crush et Heize .
Le 15 octobre 2023, il clôt le concert MCountdown in France à Paris La Défense Arena devant 22 000 personnes[25].