ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2555 เทสลาหยุดการผลิตรถโรดสเตอร์ และในเดือนมิถุนายน บริษัทได้เปิดตัวรถยนต์คันที่ 2 ซึ่งเป็นรถซีดานหรูรุ่น S [38] Model S ได้รับรางวัลยานยนต์หลายรางวัลในช่วงปี 2012 และ 2013 รวมถึงรางวัลMotor Trend Car of the Year ประจำ ปี 2013และกลายเป็นรถยนต์ไฟฟ้าคันแรกที่ติดอันดับยอดขายรายเดือนของประเทศ เมื่อคว้าอันดับหนึ่งในรายการขายรถยนต์ใหม่ของนอร์เวย์ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2556  Model S ยังเป็นรถยนต์ไฟฟ้าปลั๊กอินที่ขายดีที่สุดทั่วโลกในปี พ.ศ. 2558 และ พ.ศ. 2559 เทสลา ประกาศเปิดตัวTesla Autopilotซึ่งเป็นระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ในปี 2014 ในเดือนกันยายนปีนั้น รถยนต์ของ Tesla ทุกคันเริ่มจัดส่งพร้อมเซ็นเซอร์และซอฟต์แวร์เพื่อรองรับคุณสมบัตินี้ ซึ่งต่อมาจะเรียกว่า "ฮาร์ดแวร์เวอร์ชัน 1"ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2558 เทสลาเข้าสู่ตลาดการกักเก็บพลังงาน โดยเปิดตัวชุดแบตเตอรี่Tesla Powerwall (บ้าน) และTesla Powerpack (ธุรกิจ) บริษัทได้รับคำสั่งซื้อมูลค่า 800 ล้านดอลลาร์ภายในหนึ่งสัปดาห์หลังจากเปิดตัว เทสลาเริ่มจัดส่งรถยนต์คันที่ 3 ซึ่งเป็นรถเอสยูวีสุดหรูTesla Model Xในเดือนกันยายน 2558 ซึ่งมียอดสั่งจองล่วงหน้า 25,000 คั