Đĩa đơn đầu tiên, "Where Them Girls At", một sản phẩm hợp tác giữa Guetta với Flo Rida và Nicki Minaj, được phát hành vào ngày 2 tháng 5 năm 2011. Ca khúc được phát hành sớm hơn dự kiến do có một số tin tặc đã tuồn lên mạng bản acapella phần rap của ca khúc, và thêm vào đó những giai điệu phối khí của riêng họ.[5][6] Ca khúc ra mắt tại vị trí #14 trên bảng xếp hạng Billboard Hot 100, trở thành đĩa đơn thứ ba trong sự nghiệp của Guetta lọt vào Top 20 ở Mỹ.[7][8] "Where Them Girls At" cũng lọt được vào Top 10 trên bảng xếp hạng của nhiều quốc gia, đặc biệt là vị trí quán quân trên bảng xếp hạng UK Dance Chart.

"Little Bad Girl", hợp tác với Taio Cruz và Ludacris, là đĩa đơn thứ hai từ album và được phát hành vào ngày 27 tháng 6 năm 2011. Video âm nhạc của ca khúc được đăng tải vào ngày 18 tháng 7 năm 2011. "Little Bad Girl" đã lọt vào Top 10 bảng xếp hạng của nhiều quốc gia, đặc biệt là vị trí quán quân ở Venezuela. Tuy nhiên, Mỹ là quốc gia duy nhất mà ca khúc không đạt được thành công cho lắm, chỉ đạt được vị trí cao nhất là #70.

"Without You", hợp tác với Usher, là đĩa đơn thứ ba từ album. Video âm nhạc của ca khúc được đăng tải vào ngày 14 tháng 10 năm 2011.[9][10] "Without You" được gửi đến đài phát thanh mainstream ở Mỹ vào ngày 27 tháng 9 năm 2011. Ca khúc đã đạt được nhiều thành công thương mại quốc tế và lọt vào Top 10 tại Mỹ.[11][12]

"Titanium", hợp tác với Sia, được phát hành vào ngày 9 tháng 12 năm 2011 và cũng là đĩa đơn quốc tế thứ tư của album. Ban đầu, "Titanium" chỉ được phát hành như một đĩa đơn quảng bá cho Nothing but the Beat, nhưng sau đó, ca khúc này lại nhận được nhiều thành công lớn về mặt thương mại, lọt được vào các bảng xếp hạng lớn trên khắp thế giới nên đã được chọn làm đĩa đơn chính thức.[13] Ở Mỹ, đây lại là đĩa đơn thứ năm,[14] chính thức được gửi đến đài phát thanh Top 40, Mainstream và Rhythmic vào ngày 24 tháng 4 năm 2012.[15]

"Turn Me On", hợp tác với Nicki Minaj, là đĩa đơn thứ tư ở Mỹ, chính thức được gửi đến đài phát thanh Top 40, Mainstream và Rhythmic vào ngày 13 tháng 12 năm 2012. Sau đó, ca khúc được chọn làm đĩa đơn quốc tế thứ năm và được phát hành vào tháng 1 năm 2012.[16] Video âm nhạc cho "Turn Me On" được quay trong tháng 11 năm 2011 bởi đạo diễn Sanji và được đăng tải vào ngày 31 tháng 1 năm 2012.[17][18][19]

"I Can Only Imagine", hợp tác với Chris Brown và Lil Wayne, là đĩa đơn thứ sáu của album và được phát hành vào ngày 2 tháng 5 năm 2012. Video âm nhạc, dưới sự đạo diễn của Colin Tilley, được quay vào cuối tháng 5 năm 2012 và được đăng tải vào ngày 2 tháng 7 năm 2012.[20] "I Can Only Imagine" đạt được vị trí quán quân ở Bỉ và vị trí á quân ở Hungary. Ca khúc được gửi tới đài phát thanh Mỹ vào ngày 7 tháng 8 năm 2012, tuy nhiên ở Mỹ, ca khúc chỉ đạt được vị trí cao nhất là #44.

"She Wolf (Falling to Pieces)", hợp tác với Sia, là đĩa đơn thứ bảy của album và được phát hành vào ngày 21 tháng 8 năm 2012. Đây cũng là đĩa đơn đầu tiên từ album tái phát hành, Nothing but the Beat 2.0. Một EP với phiên bản mở rộng cùng với hai bản phối khí của ca khúc thực hiện bởi Michael Calfan và Sandro Silva được phát hành độc quyền trên Beatport vào ngày 7 tháng 8 năm 2012.[21] Đĩa đơn cùng với EP phối khí được phát hành chính thức trên iTunes và Amazon vào ngày 21 tháng 8 năm 2012, còn phiên bản đĩa CD được phát hành vào ngày 24 tháng 8 năm 2012.[22][23]. "She Wolf (Falling to Pieces)" được gửi đến đài phát thanh Mỹ vào tháng 1 năm 2013.

"Just One Last Time", hợp tác với Taped Rai, là đĩa đơn thứ tám của album và được phát hành vào ngày 15 tháng 11 năm 2012.