Альбом она записала в своей новой студии на территории «Красного Октября». 1 августа Земфира выступила на закрытии «Новой волны» 2010.

3 августа состоялся релиз альбома «Z-Sides» на лейбле «Квадро-диск». Борис Барабанов, из издания «Коммерсантъ», назвал альбом в числе главных российских релизов 2010 года, а песня с альбома «Не стреляйте» вошла в список главных российских песен. «Z-Sides» стал очередным бестселлером артистки и занял четырнадцатую строчку в чарте самых продаваемых в России альбомов на физических носителях за 2010 год, по информации компании 2М и Lenta.ru. Седьмого октября в Москве и восьмого в Санкт-Петербурге Земфира приняла участие в концерте «20 лет без КИНО». В ходе концертов она исполнила сет из четырёх песен, в том числе «Попробуй спеть вместе со мной» и «Печаль». 28 ноября выступила на 20-летии группы «Моральный кодекс». 24 декабря Земфира стала лауреатом почётной премии «За вклад в развитие науки, культуры и искусства» Российского авторского общества (РАО).

2011—2013: Альбом «Жить в твоей голове»

Телеканал «Дождь» в новогоднюю ночь показал запись сентябрьских концертов Земфиры в «Crocus City Hall» и на «Стрелке». 5 января Земфира сообщила на своем официальном сайте, что релиз нового альбома отложен на осень.

15 апреля на «Нашем радио» состоялась премьера песни «Без шансов», которая впоследствии вошла в новый альбом певицы. 28 мая Земфира выступила на фестивале «Maxidrom 2011», исполнив на нём 10 песен. 3 июня — на «Премии Муз-ТВ 2011» в качестве хэдлайнера. 23 июля Земфира выступила на «Пикнике Афиши», где представила новую песню «Деньги».

31 августа на официальном сайте появилась афиша, в списках которой находятся 11 городов России, Чехии, Бельгии и Германии и 12 концертов (октябрь — декабрь). На следующий день на официальном сайте певица отвечала на вопросы поклонников. В ходе общения Земфира рассказала о работе над новым альбомом, запись которого ведётся на студии «Мосфильм» и сообщила, что дата его выхода пока неизвестна: «Работаю без остановки. Некоторые песни перезаписаны дважды, трижды. Проблема в том, что многим приходится заниматься самой. Альбом получается очень авторский, много играю, записываю, редактирую. Может и хотелось бы иначе, но уже не могу — должна всё контролировать. Не буду называть дат, просто работаю — когда закончу работу-выпущу». Новый альбом, по словам артистки, будет её последней большой работой «в формате крупной формы»: «После я если и буду выпускать какие-то песни, то в формате EP».

14 сентября начал работать официальный сайт фильма «Последняя сказка Риты» (реж. Р. Литвинова), одноимённый саундтрек к которому написала Земфира. В трейлере фильма звучит гитарная вариация на тему «Танца с саблями» А. Хачатуряна, а также фрагмент неизвестной песни самой артистки. 16 октября Земфира выступила на юбилее Вячеслава Бутусова в Санкт-Петербурге, исполнив 2 его песни (на слова Ильи Кормильцева.): «Казанова» и «Взгляд с экрана».

29 октября в Новосибирске начался гастрольный тур «12», включающий в себя 13 концертов в 11 городах. Состав музыкантов тура, помимо самой певицы, включает Алексея Беляева (бас), Сергея Ткаченко (гитара, барабан) и Дениса Маринкина (ударные). Земфира во многих песнях аккомпанирует себе на акустической гитаре и синтезаторе. В программу концертов вошли композиции со всех альбомов певицы, включая сборник «Z-Sides», а также песни «Без шансов» и «Деньги».