Faits:
A. Le mariage conclu à Mitrovica entre B.X._, né le 10 février 1963, et C.X._, née le 23 juin 1965, tous deux ressortissants de la République du Kosovo, a été dissout par le divorce le 31 janvier 2007. La garde de leur fille unique, A.X._, née le 16 octobre 1996, était confiée à la mère, le père devant contribuer à son entretien par le versement d'un montant de 300 euros à compter du 1er février 2007.
Le 17 janvier 2009, B.X._ est entré en Suisse et a été mis le 5 février 2009 au bénéfice d'une autorisation de séjour délivrée au titre du regroupement familial à la suite de son mariage, le 12 septembre 2007, avec une ressortissante suisse.
B. Le 4 novembre 2010, C.X._ a déposé auprès de l'Ambassade de Suisse à Pristina (Kosovo) une demande de regroupement familial afin que sa fille A.X._ puisse venir vivre auprès de son père en Suisse. Dans une écriture du même jour jointe à la requête, C.X._ a indiqué qu'elle s'était mariée avec B.X._ de manière traditionnelle en hiver 1994 ou 1995, qu'elle avait choisi de garder le nom de son ex-époux après le divorce, qu'elle habitait dans le même immeuble que sa soeur et ses beaux-parents et qu'elle était d'accord que sa fille rejoigne son père en Suisse.
Le 4 mars 2011, le Service de la population du canton de Vaud a informé B.X._ de son intention de refuser la demande de regroupement familial aux motifs, d'une part, que le délai d'une année pour demander le regroupement familial n'avait pas été respecté et, d'autre part, que A.X._ vivait au Kosovo auprès de sa mère.
Dans sa détermination du 20 juin 2011, B.X._ a notamment expliqué que son ex-épouse désirait se remarier et que la présence auprès d'elle de A.X._ l'en empêchait, car les us et coutumes en vigueur au Kosovo n'autorisaient pas un homme à épouser une femme vivant avec des enfants nés d'une précédente union.
Par décision du 22 août 2011, le Service de la population a refusé d'octroyer une autorisation de séjour à A.X._.
A l'encontre de cette décision, B.X._, agissant en son nom et celui de sa fille, a recouru à la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal), qui a rejeté le recours par arrêt du 8 mai 2012. Les juges cantonaux ont considéré que dès le moment où le délai d'une année pour demander le regroupement familial en faveur d'un enfant de plus de douze ans n'avait pas été respecté - ce qui était sans conteste le cas en l'occurrence -, une autorisation de séjour ne pouvait être délivrée à ce titre qu'en présence de raisons familiales majeures. Ils ont nié l'existence de telles raisons, en estimant en particulier que l'éventuel remariage de C.X._ n'en constituait pas une. L'examen du cas à la lumière de l'art. 8 CEDH ne conduisait pas davantage à l'octroi de l'autorisation sollicitée.
C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, Kolë et A.X._ demandent au Tribunal fédéral de réformer l'arrêt du 8 mai 2012 en ce sens qu'une autorisation de séjour est délivrée à cette dernière. Ils dénoncent une violation de l'art. 8 CEDH et font valoir qu'il existe des raisons majeures justifiant un regroupement familial différé.
L'autorité précédente et le Service de la population renoncent à se déterminer sur le recours. L'Office fédéral des migrations propose de le rejeter.

Considérant en droit:
1. 1.1 Selon l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, le recours en matière de droit public est irrecevable à l'encontre des décisions en matière de droit des étrangers qui concernent une autorisation à laquelle ni le droit fédéral ni le droit international ne donnent droit.
Aucun traité international n'étant applicable en l'espèce (cf. art. 2 de la loi fédérale du 16 décembre 2005 sur les étrangers [LEtr; RS 142.20]), le regroupement familial est régi par les art. 42 ss LEtr. En vertu du droit interne, lorsque la demande tend à ce qu'un enfant puisse vivre en Suisse avec l'un de ses parents seulement (regroupement familial partiel) et que celui-ci est (re)marié, le droit de l'enfant à séjourner en Suisse dépend du statut du parent concerné, indépendamment du statut ou de la nationalité du nouveau conjoint (cf. <ref-ruling> consid. 1.2 p. 286 s.). En l'occurrence, c'est donc la situation du recourant 2 et non celle de son épouse actuelle, ressortissante suisse, qui est déterminante. Le recourant 2 étant titulaire d'une autorisation de séjour depuis son mariage le 12 septembre 2007, le regroupement familial doit être envisagé sous l'angle de l'art. 44 LEtr. Or, cette disposition ne confère pas un droit à une autorisation de séjour au sens de l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, l'octroi d'une telle autorisation étant laissé à l'appréciation de l'autorité. Il s'ensuit que la voie du recours en matière de droit public n'est pas ouverte sur la base de cette disposition (cf. <ref-ruling> consid. 1.2 p. 286 s. et les arrêts cités).
1.2 Les recourants invoquent l'art. 8 CEDH pour faire venir la recourante 1 en Suisse. Un étranger peut se prévaloir de la protection de la vie familiale découlant de l'art. 8 CEDH à condition qu'il entretienne une relation étroite et effective avec une personne de sa famille ayant le droit de résider durablement en Suisse (cf. <ref-ruling> consid. 1.3 p. 287 et les arrêts cités). En tant qu'époux d'une ressortissante suisse, le recourant 2 a en principe un droit au renouvellement de son autorisation de séjour en Suisse, pour autant qu'il fasse ménage commun avec son épouse (cf. art. 42 al. 1 LEtr) ou bénéficie d'une exception à cette exigence en vertu de l'art. 49 LEtr. L'arrêt attaqué ne retient pas que le recourant 2 ne vivrait pas avec son épouse. Celui-ci a ainsi le droit de résider durablement en Suisse. Par ailleurs, il ressort de l'arrêt attaqué que le père et sa fille entretiennent - certes à distance - une relation étroite et effective, de sorte qu'un droit au regroupement familial peut potentiellement découler de l'art. 8 CEDH en ce qui concerne la recourante 1 (cf. <ref-ruling> consid. 1.3 p. 287 et les arrêts cités). Le recours en matière de droit public est par conséquent ouvert. La question de savoir si le regroupement familial doit en définitive être accordé relève en revanche du fond (cf. <ref-ruling> consid. 1.2 p. 180).
1.3 Pour le surplus, l'arrêt attaqué est une décision finale (cf. art. 90 LTF), rendue en dernière instance cantonale par un tribunal supérieur (cf. art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF). Déposé en temps utile (cf. art. 100 al. 1 LTF) et dans les formes requises (cf. art. 42 LTF) par les destinataires de l'arrêt attaqué qui ont qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF, le recours en matière de droit public est par conséquent recevable.
2. 2.1 Aux termes de l'art. 8 CEDH, toute personne a notamment droit au respect de sa vie privée et familiale. Cette disposition ne confère cependant pas un droit à séjourner dans un État déterminé. Le fait de refuser un droit de séjour à un étranger dont la famille se trouve en Suisse peut toutefois porter atteinte au droit au respect de la vie privée et familiale garanti par cette disposition (<ref-ruling> consid. 1.3.1 p. 145, 153 consid. 2.1 p. 154 s.). Pour autant, les liens familiaux ne sauraient conférer de manière absolue, en vertu de l'art. 8 CEDH, un droit d'entrée et de séjour. Ainsi, lorsqu'un étranger a lui-même pris la décision de quitter sa famille pour aller vivre dans un autre État, ce dernier ne manque pas d'emblée à ses obligations de respecter la vie familiale s'il n'autorise pas la venue des proches du ressortissant étranger ou qu'il la subordonne à certaines conditions (cf. arrêt 2C_553/2011 du 4 novembre 2011 consid. 2.1 et les références citées).
2.2 Une ingérence dans l'exercice du droit au respect de la vie privée et familiale garanti par l'art. 8 CEDH est possible aux conditions de l'art. 8 par. 2 CEDH. La question de savoir si, dans un cas d'espèce, les autorités de police des étrangers sont tenues d'accorder une autorisation de séjour fondée sur l'art. 8 CEDH doit être résolue sur la base d'une pesée de tous les intérêts publics et privés en présence (cf. <ref-ruling> consid. 2.1 p. 287 s. et les références citées). S'agissant d'un regroupement familial partiel, il convient de tenir compte dans la pesée des intérêts notamment des exigences auxquelles le droit interne soumet celui-ci (cf. <ref-ruling> consid. 2.6 p. 292 s.). Il n'est en effet pas concevable que, par le biais de l'art. 8 CEDH, un étranger qui ne dispose, en vertu de la législation interne, d'aucun droit à faire venir sa famille proche en Suisse, puisse obtenir des autorisations de séjour pour celle-ci sans que les conditions posées par les art. 42 ss LEtr ne soient réalisées (cf. arrêts 2C_793/2011 du 22 février 2012 consid. 2.2; 2C_508/2009 du 20 mai 2010 consid. 4.2).
2.3 L'art. 47 LEtr a institué des délais pour demander le regroupement familial. Pour les enfants de plus de 12 ans, le regroupement doit intervenir dans un délai de 12 mois (al. 1 2e phrase), lequel commence à courir, pour les membres de la famille d'étrangers, notamment lors de l'octroi de l'autorisation de séjour (al. 3 let. b). Passé ce délai, le regroupement familial différé n'est autorisé que pour des raisons familiales majeures (al. 4).
Les raisons familiales majeures au sens de l'art. 47 al. 4 LEtr peuvent être invoquées, selon l'art. 75 de l'ordonnance fédérale du 24 octobre 2007 relative à l'admission, au séjour et à l'exercice d'une activité lucrative (OASA; RS 142.201), lorsque le bien de l'enfant ne peut être garanti que par un regroupement familial en Suisse. Il ressort du chiffre 6 "Regroupement familial" des directives "Domaine des étrangers" de l'Office fédéral des migrations que, dans l'intérêt d'une bonne intégration, il ne sera fait usage de l'art. 47 al. 4 LEtr qu'avec retenue (cf. ch. 6.9.4 p. 15; état au 30 septembre 2011). Examinant les conditions applicables au regroupement familial partiel, le Tribunal fédéral a jugé que le nouveau droit ne permettait plus de justifier l'application des conditions restrictives posées par la jurisprudence si le regroupement était demandé dans les délais de l'art. 47 al. 1 LEtr. En revanche, il a précisé que ces conditions pouvaient jouer un rôle en relation avec les "raisons familiales majeures" au sens de l'art. 47 al. 4 LEtr, laissant ainsi subsister, dans ce cas, les principes développés sous l'ancien droit (<ref-ruling> consid. 4.7 p. 85; <ref-ruling> consid. 2.3.1 p. 291).
Selon la jurisprudence rendue sous l'empire de la loi fédérale du 26 mars 1931 sur le séjour et l'établissement des étrangers (LSEE; RS 1 113), le regroupement familial partiel est soumis à des conditions strictes. Il suppose la survenance d'un changement important de circonstances, notamment d'ordre familial, telle une modification des possibilités de prise en charge éducative de l'enfant à l'étranger (<ref-ruling> consid. 4.1 p. 80; <ref-ruling> consid. 2 p. 3; <ref-ruling> consid. 3a p. 366). Lorsque le regroupement familial est demandé en raison de changements importants des circonstances à l'étranger, notamment dans les rapports de l'enfant avec le parent qui en avait la charge, il convient d'examiner s'il existe des solutions alternatives permettant à l'enfant de rester où il vit; cette exigence est particulièrement importante pour les adolescents (<ref-ruling> consid. 3.1.2 p. 11). D'une manière générale, plus le jeune a vécu longtemps à l'étranger et se trouve à un âge proche de la majorité, plus les motifs propres à justifier le déplacement de son centre de vie doivent apparaître sérieux et solidement étayés. Le regroupement familial partiel suppose également de tenir compte de l'intérêt supérieur de l'enfant, comme l'exige l'art. 3 § 1 de la convention du 20 novembre 1989 relative aux droits de l'enfant (CDE; RS 0.107; cf. arrêts 2C_276/2011 du 10 octobre 2011 consid. 4.1 non pub. in <ref-ruling>; 2C_132/2012 du 19 septembre 2012 consid. 2.3.1, et les références).
2.4 Au surplus, le parent qui requiert le regroupement familial doit disposer de l'autorité parentale ou au moins du droit de garde sur l'enfant (<ref-ruling> consid. 2.3.1 p. 290; cf. aussi arrêt 2C_793/2011 du 22 février 2012 consid. 2.4 et les références). En effet, le regroupement familial doit être réalisé en conformité avec les règles du droit civil régissant les rapports entre parents et enfants et il appartient aux autorités compétentes en matière de droit des étrangers de s'en assurer (<ref-ruling> consid. 4.8 p. 86 ss). Une simple déclaration du parent resté à l'étranger autorisant son enfant à rejoindre l'autre parent en Suisse n'est en principe pas suffisante (cf. arrêts 2C_132/2011 du 28 juillet 2011 consid. 6.2.3; 2C_537/2009 du 31 mars 2010 consid. 4).
3. 3.1 Selon les constatations de fait de l'autorité précédente, qui lient le Tribunal de céans (cf. art. 105 al. 1 LTF), le recourant 2 a vécu avec son ex-épouse et sa fille durant plus de dix ans. Depuis le divorce prononcé le 31 janvier 2007, il a versé la pension à laquelle il a été astreint. Il a gardé contact avec sa fille en effectuant des voyages au Kosovo entre trois et cinq fois par année et en lui téléphonant régulièrement. Les juges cantonaux ont ainsi retenu que le recourant 2 avait conservé avec elle des liens étroits.
S'agissant des us et coutumes invoqués par les recourants, l'autorité précédente s'est référée, outre à une déclaration de C.X._ et à une autre du futur mari de celle-ci, à un article de Rainer Mattern du 24 novembre 2004, intitulé "Kosovo - La signification des traditions dans le Kosovo d'aujourd'hui" et édité par l'Organisation suisse d'aide au réfugiés (OSAR). Selon cet auteur, en droit coutumier du Kosovo, les enfants sont considérés comme faisant partie de la famille du père et restent au sein de cette dernière lorsque la mère quitte le foyer familial, pour quelque motif que ce soit. Le mariage traditionnel a par ailleurs la même valeur que le mariage officiel. En ce qui concerne le divorce et la séparation, les rapports entre le droit écrit (étatique) et le droit coutumier peuvent être décrits de la manière suivante:
"[...] le droit public [i. e. étatique] peut être ignoré ou contourné si la tradition présente de meilleures perspectives pour la famille. Depuis des décennies, selon la loi, l'homme comme la femme peuvent obtenir le droit de garde pour leurs enfants après un divorce ou une séparation. Cette loi n'est toutefois pas conforme à la tradition qui veut que les enfants restent dans le foyer du père et que la femme retourne dans sa famille d'origine. Le père de l'épouse ne sera pas d'un autre avis puisque pour lui, ces enfants sont des 'étrangers' et qu'ils appartiennent à la lignée du mari. Les tribunaux ne soutiennent généralement pas le souhait de la mère de garder ses enfants, mais favorisent la solution traditionnelle."
Dans le cas particulier, le fait qu'après le divorce de ses parents A.X._ n'avait pas fait ménage commun avec son père était "étonnant" d'un point de vue traditionnel. Cela était "compensé" dans une certaine mesure par le fait qu'elle habitait - avec sa mère - dans le même immeuble que ses grands-parents paternels (selon les déclarations de C.X._) ou tout au moins à proximité de ceux-ci (selon les dires du recourant 2). De l'avis de l'autorité précédente, cette solution semblait pouvoir continuer d'être appliquée, dans le respect des traditions. Le recourant 2 avait certes allégué que ses parents ne pouvaient plus s'occuper de sa fille en raison de leur âge et de leur état de santé. Toutefois, le certificat médical du 19 mars 2012 produit à l'appui de ces dires n'attestait nullement de l'existence des problèmes médicaux allégués, ni de la prétendue incapacité des grands-parents à continuer à prendre en charge leur petite-fille.
Dans ces conditions, le Tribunal cantonal a nié l'existence de raisons familiales majeures permettant un regroupement familial différé. Au demeurant, il a considéré que la recourante 1 était âgée de plus de quinze ans et qu'il n'était pas certain qu'il soit dans son intérêt de venir en Suisse. Même si le recourant 2 affirmait qu'elle parlait le français, son départ pour la Suisse apparaissait comme un déracinement pouvant s'accompagner de grandes difficultés d'intégration. La demande de regroupement familial devait ainsi être rejetée, aussi sous l'angle de l'art. 8 CEDH.
3.2 En se prévalant des us et coutumes du Kosovo, les recourants font valoir que le remariage de C.X._ constitue une raison familiale majeure, de nature à justifier le regroupement familial différé de la recourante 1. En effet, le nouvel époux de la prénommée n'accepterait pas la présence de cette dernière dans son foyer, comme cela ressortirait de sa déclaration de mars 2012, où il indique que le mariage a été repoussé à plusieurs reprises en raison "de l'état irrésolu de A.X._". En outre, on ne pourrait imposer aux grands-parents de cette dernière, atteints dans leur santé, de prendre en charge leur petite-fille. Il appartiendrait prioritairement au recourant 2 de l'accueillir dans son foyer. Par ailleurs, l'intérêt de la recourante 1 à résider auprès de son père en Suisse l'emporterait sur d'éventuelles difficultés d'intégration et sur tout autre intérêt public.
3.3 Si les époux X._ ont conclu un mariage traditionnel, leur divorce n'a apparemment pas été prononcé en conformité des us et coutumes, puisque la garde de leur fille A.X._ a été attribuée à la mère. Cette dernière n'a d'ailleurs pas fait transférer entre-temps le droit de garde au recourant 2, qui a sollicité le regroupement familial en faveur de sa fille. Elle s'est contentée d'affirmer, dans son écriture du 4 novembre 2010, qu'elle était d'accord que sa fille rejoigne son père en Suisse. Or, cela est en principe insuffisant selon la jurisprudence citée plus haut (consid. 2.4).
Quoi qu'il en soit, la recourante 1 était âgée de quatorze ans lors du dépôt de la demande de regroupement et de quinze ans et demi lors du prononcé de la décision attaquée. S'agissant d'une adolescente, la recherche de solutions alternatives lui permettant de rester où elle vit revêt une importance particulière (cf. consid. 2.3 ci-dessus). La présence des grands-parents à proximité peut représenter une telle solution. Dans leur recours au Tribunal de céans, les recourants ne font plus guère valoir - en tout cas d'une manière qui satisfasse aux exigences de motivation qualifiées des art. 97 al. 1, 105 al. 1 et 106 al. 2 LTF - que les grands-parents se trouveraient dans l'incapacité, en raison de leur âge et de leur état de santé, d'héberger la recourante. Ils soutiennent plutôt qu'on ne saurait leur imposer de le faire. Or, il n'est pas question de cela, mais seulement de chercher des solutions de placement alternatives pour la recourante 1, comme la jurisprudence le prévoit en particulier s'agissant d'adolescents. D'autres solutions sont d'ailleurs envisageables, soit que la recourante 1 - qui n'est plus un jeune enfant dépendant entièrement de ses parents - reste tout de même dans le foyer de sa mère (laquelle ne saurait valablement invoquer les us et coutumes pour manquer à ses obligations légales vis-à-vis de sa fille) et du (futur) nouvel époux de celle-ci, soit qu'elle soit hébergée par un autre proche parent tel que la soeur de sa mère, qui habite apparemment dans le même immeuble que cette dernière.
Ainsi, à supposer que les projets de remariage de C.X._, envisagés sous l'angle des us et coutumes décrits plus haut, représentent un changement important des circonstances, ils n'en constituent pas pour autant des raisons familiales majeures, au sens de l'art. 47 al. 4 LEtr, puisque des solutions alternatives de prise en charge de la recourante 1 existent.
Au surplus, s'agissant de la pesée des intérêts à effectuer du point de vue de l'art. 8 CEDH, il faut convenir avec l'autorité précédente qu'il est très douteux, pour les motifs évoqués plus haut, qu'il soit dans l'intérêt de la recourante 1 de venir en Suisse. En outre, pour ce qui est de sa relation avec le recourant 2, d'une part, celui-ci est venu en Suisse sans sa fille et n'a pas demandé le regroupement en sa faveur dans le délai légal; d'autre part, le recourant 2 devrait selon toute vraisemblance pouvoir continuer d'entretenir des relations avec sa fille entre la Suisse et le Kosovo, comme il l'a fait jusqu'à présent. Dès lors, l'autorité précédente n'a pas violé le droit conventionnel ni le droit fédéral (cf. art. 96 LEtr) en considérant qu'en l'occurrence l'intérêt public que revêt une politique migratoire restrictive devait l'emporter et en rejetant, partant, la demande de regroupement familial.
4. Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté.
Succombant, le recourant 2 doit supporter les frais judiciaires (cf. art. 66 al. 1 LTF) et n'a pas droit à des dépens (cf. art. 68 al. 1 LTF a contrario).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge du recourant 2.
3. Le présent arrêt est communiqué à la mandataire des recourants, au Service de la population et au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour de droit administratif et public, ainsi qu'à l'Office fédéral des migrations.
Lausanne, le 19 novembre 2012
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
Le Greffier: Vianin