In seinem ersten Jahr als Profi musste O’Sullivan erst einmal Lehrgeld zahlen und bis auf zwei knappe Siege gegen David Gilbert bzw. Jack Lisowski bei PTC-Turnieren gab es 2012 nur Auftaktniederlagen. Erst beim drittletzten Turnier der Saison, den World Open, gelang ihm gegen Paul Davison der erste Sieg bei einem Weltranglistenturnier. Bei den China Open kam er anschließend mit zwei Siegen sogar unter die Top 64. Mehr als Platz 90 in der Weltrangliste erreichte er jedoch nicht. Die nächste Saison begann mit dem Erreichen der Runde der letzten 32 bei den Bulgarian Open, seinem bis dahin besten PTC-Ergebnis. Danach konnte er viermal immerhin einen Erstrundensieg bei den größeren Turnieren erreichen, was ihn unter anderem unter die Top 64 der UK Championship brachte, aber insgesamt sammelte er viel zu wenig Punkte, um sich in der Weltrangliste oder einer anderen Wertung den Verbleib auf der Main Tour zu sichern. Mit Position 102 als Abschlussplatzierung verlor er 2014 wieder seinen Profistatus. Der Versuch, über die Q School die sofortige Rückkehr zu schaffen, endete in beiden Qualifikationsturnieren in der dritten Runde.