同郷の幼馴染であったスコット、カースティ、ミッチが高校時代にヴォーカル・トリオとしての活動を開始。ビヨンセの「テレフォン」をカバーしたアカペラ・ビデオ（http://www.youtube.com/watch?v=ev0SZgNC21E）がYouTubeにて30万回再生されるなどネット上での知名度を獲得し、同時に地元アーリントンでの知名度を上げていった。その後、本格的にオーディションに参戦するためアヴィとケヴィンを誘い現在のラインアップが完成する。彼らが初めて正式に顔を合わせたのは米NBCのアカペラ・アーティストによるオーディション番組「ザ・シング・オフ」のシーズン3（2011年）のオーディションのたった24時間前だった。ある意味で即席のグループであったにも関わらずその唯一無二のスタイル、個々の高い音楽性、そして高い楽曲アレンジ能力を発揮し見事優勝を勝ち取り、一躍表舞台に。

本格的にロサンゼルスに拠点を移した彼らは公式YouTubeチャンネルに次々とカバー楽曲を上げ始める。ゴティエの『失恋サムバディ～Somebody That I Used To Know』のカバーが即座に1,000万回再生に到達（現在は2,800万回再生以上）したことを皮切りに、年代別の音楽をアカペラで表現した『Evolution Of Music』が4,000万回再生、ロードの『ロイヤルズ』が3,500万回再生、ビヨンセの楽曲メドレーの『Evolution Of Beyonce』が1,600万回、極めつけはダフト・パンクのヒット曲メドレー『Daft Punk』が脅威の7,300万回以上の再生数を獲得。その耳を疑うようなクオリティーに呼応したWEBユーザーの熱い支持を得て公式Youtubeチャンネル登録者数、570万人以上（YouTubeにおける音楽系チャンネル全体で13位の登録者数！）という爆発的人気を獲得することとなる。またユーザーのみならず、アーティストからの注目度も高く、ビヨンセ（オフィシャルFacebookアカウントにて『Evolution Of Beyonce』を引用し“Amazing!”と発言）、ゴティエ（『失恋サムバディ～Somebody That I Used To Know』のビデオを見て称賛のメールを送る）、ケリー・クラークソン（公演にてメンバーが楽屋挨拶をした際、大ファンであることを公言）などが絶賛の声を上げている。

YouTube上での活動に並行してセルフ・プロデュースで3枚のEP、『PTX Vol.1』、『PTXmas』、『PTX Vol.2』をリリース。それぞれが全米TOP200のTOP20内にデビューし、特に『PTXmas』は全米最高7位、『PTX Vol.2』は全米最高１0位を叩き出し、クリスマスの定番ソング「リトル・ドラマー・ボーイ」のカバーはマライア・キャリーのクリスマス定番ソング「恋人たちのクリスマス」を抑え見事全米ホリデー・チャートで1位を獲得するなど新人アカペラ・アーティストとしては超異例の快挙を数多く達成している。その後、北米ツアーを2度実施、ニュー・ヨークのベスト・バイ・シアター（2,000人以上収容）やサンフランシスコのワーフィールド・シアター（2,000人以上収容）を含む全米各所でソールド・アウトを連発させる盛況なものとなった。また2014年4月からスタートしたヨーロッパ・ツアーは全箇所完全ソールド・アウトという異例の人気ぶりを発揮している。RCAへのメジャー移籍が2014年5月に発表されたペンタトニックスは今夏アジア初進出となるサマー・ソニック2014の参戦を果たした。11月には珠玉のクリスマス・ソング集『ザッツ・クリスマス・トゥ・ミー』をリリース。そして2015年、待望のジャパン・ツアーが決定した。