A Thousand Suns
Phát hành và quảng bá > Đĩa đơn

Trong buổi thông báo về ngày phát hành album, Linkin Park cho biết đĩa đơn đầu tiên của album sẽ là "The Catalyst", được phát hành vào ngày 2 tháng 8 năm 2010. Từ ngày 9 tháng 7 năm 2010 cho đến ngày 25 tháng 7 năm 2010, ban nhạc đã tổ chức một cuộc thi mang tên "Linkin Park, Với sự góp mặt của bạn". Trong cuộc thi, người hâm mộ có thể tải xuống các đoạn nhạc gốc lấy từ bài "The Catalyst", phối lại các đoạn nhạc gốc và/hoặc viết các phần nhạc của riêng họ cho bài hát trên bất kỳ nhạc cụ nào.  Người chiến thắng trong cuộc thi này là Czeslaw "NoBraiN" Sakowski đến từ Świdnica, Ba Lan, người có bản phối lại được trở thành một ca khúc bổ sung trong một phiên bản của album phát hành bởi Best Buy và Napster. Phần ghi chú lót chân của album đã ghi nhận Sakowski đóng góp " lập trình bổ sung" trong bài "When They Come for Me".
Hai trong số các bản phối lại của DIGITALOMAT và ill Audio kể từ đó đã được phát hành qua trang web của ban nhạc dưới dạng tải xuống tệp mp3 miễn phí, trong khi hai bản của Cale Pellick và DJ Endorphin được phát hành trong phiên bản đĩa đơn "The Catalyst" độc quyền tại Đức. Video âm nhạc cho "The Catalyst", do Joe Hahn đạo diễn, được công chiếu vào ngày 26 tháng 8 năm 2010. Vào ngày 31 tháng 8 năm 2010, ban nhạc thông báo sẽ trình diễn trực tiếp đĩa đơn đầu tiên của họ tại Lễ trao giải MTV Video Music năm 2010 vào ngày 12 tháng 9 năm 2010, tại Đài quan sát Griffith. Địa điểm được giữ bí mật cho đến khi biểu diễn, dù trước đó nó cũng được tiết lộ là một địa danh nổi bật ở Los Angeles. Đĩa đơn đạt vị trí số một trên bảng xếp hạng Billboard Rock Songs và Alternative Songs, và trên UK Rock Chart. Đĩa đơn cũng đạt vị trí thứ hai mươi bảy trên Billboard Hot 100 vào thời điểm phát hành A Thousand Suns, và bỏ ra năm tuần trên bảng xếp hạng. "The Catalyst" đã được chứng nhận vàng bởi Hiệp hội Công nghiệp Ghi âm Hoa Kỳ (RIAA) vào tháng 7 năm 2011.
Vào ngày 2 tháng 9 năm 2010, Linkin Park phát hành đĩa đơn quảng cáo "Wretches and Kings" cho những ai đã đặt trước album. Vào ngày 8 tháng 9 năm 2010, ban nhạc ra mắt "Waiting for the End" và "Blackout" trên trang Myspace của họ. Ban nhạc đã công bố trên trang web chính thức của mình một buổi công bố phát trực tuyến toàn bộ album trên trang Myspace vào ngày 10 tháng 9. Bản phối lại "Blackout" của Renholdër đã được đưa vào nhạc phim của Thế giới ngầm: Trỗi dậy.
"Waiting for the End" được phát hành làm đĩa đơn thứ hai của album vào ngày 1 tháng 10 năm 2010. Video âm nhạc của bài hát được công chiếu vào ngày 8 tháng 10 năm 2010 và được đạo diễn bởi Joe Hahn. Buổi biểu diễn "Waiting for the End" của Linkin Park tại Puerta de Alcala ở Madrid được phát sóng trong khuôn khổ Lễ trao giải Âm nhạc MTV Châu Âu 2010. "Waiting for the End" và "When They Come for Me" được trình diễn trực tiếp trên Saturday Night Live vào ngày 5 tháng 2 năm 2011. "Waiting for the End" được góp mặt trong một tập của CSI: Điều tra hiện trường tội phạm phát sóng trên CBS vào ngày 14 tháng 10 năm 2010.  Đĩa đơn đạt vị trí số một trên bảng xếp hạng Alternative Songs; đó là bài hát thứ 10 của Linkin Park từng được xếp thứ nhất trên bảng xếp hạng. Nó đạt vị trí thứ hai trên bảng xếp hạng Rock Songs và vị trí thứ bốn mươi hai trên Billboard Hot 100, trải qua chín tuần trên bảng xếp hạng. Đĩa đơn đã đạt được thành công ở các quốc gia khác, đạt vị trí thứ 34 ở Áo, thứ 20 ở Bỉ, thứ 29 ở Đức, và thứ 34 ở Nhật Bản. "Waiting for the End" đã được chứng nhận vàng bởi RIAA vào tháng 4 năm 2011.
Vào ngày 22 tháng 1 năm 2011, Linkin Park thông báo rằng đĩa đơn quốc tế tiếp theo của họ sẽ là "Burning in the Skies". Video âm nhạc do Hahn đạo diễn, ra mắt vào ngày 22 tháng 2 và đĩa đơn được phát hành vào ngày 21 tháng 3. Đĩa đơn đạt vị trí thứ 35 ở Áo, thứ 35 ở Bồ Đào Nha,  vị trí thứ 26 trong bản phát sóng ở Đức, và thứ 6 ở Mexico.
Vào ngày 13 tháng 4 năm 2011, Shinoda xác nhận rằng đĩa đơn thứ 3 tại Mỹ, thứ tư của toàn cầu cũng như cuối cùng của toàn album sẽ là "Iridescent". Ông cũng cho biết một phiên bản ngắn hơn một chút của bài hát sẽ được đưa vào nhạc nền của bộ phim Transformers: Dark of the Moon, và một video âm nhạc do Hahn đạo diễn đã được thực hiện để quảng cáo cho đĩa đơn. Linkin Park đã biểu diễn bản phối lại duy nhất của "Iridescent" tại buổi ra mắt phim tại Quảng trường Đỏ, Moscow, vào ngày 23 tháng 6 năm 2011. Đĩa đơn đạt vị trí thứ 8 tại Billboard Hot 100, dành ba tuần trên bảng xếp hạng; nó cũng đạt vị trí thứ 19 tại bảng xếp hạng Alternative Songs và vị trí thứ 29 tại bảng xếp hạng Rock Songs. Bất chấp những thứ hạng thấp này, đĩa đơn đã đạt được thành công trung bình ở các quốc gia khác, đạt vị trí thứ 39 ở Úc, vị trí thứ 10 ở Israel, thứ 2 ở Hàn Quốc và thứ nhất tại Bảng xếp hạng nhạc rock ở Anh.