[11] La pretemporada 2012-13 la realizó nuevamente con el primer equipo del Valencia de la mano del nuevo técnico Mauricio Pellegrino, quien declaró en diversas ocasiones que deseaba contar con el jugador para la primera plantilla.
[12] Aun así el director deportivo Braulio Vázquez decidió incorporar un delantero con mayor experiencia como Nelson Haedo Valdez y cedió a Paco Alcácer al Getafe[13][14] con una cláusula de disputar como mínimo 20 partidos durante la temporada; no siendo así, el club madrileño debería compensar con una cantidad económica al Valencia.
Sin continuidad, no volvió a marcar hasta la jornada 31 en la derrota 2-1 frente al Real Valladolid, gol que sería su último tanto en Liga con el equipo azulón, más el conseguido en Copa.
Tras finalizar su cesión en Getafe volvió, al Valencia para realizar la pretemporada con el primer equipo.
Empezó la temporada 2013-14 y era habitual ver a Paco Alcácer fuera de las convocatorias.
Anotó además un gol en la Copa del Rey, y se estrenó como goleador en la Liga el 25 de enero de 2014, ya con Juan Antonio Pizzi como técnico, y frente al R. C. D. Espanyol en Mestalla.
Era titular indiscutible junto al chileno Eduardo Vargas, llegado en el mercado de invierno.
En el ambicioso proyecto de Peter Lim, Alcácer inicia la temporada 2014-15 como la referencia en ataque valencianista, completando una potente delantera española junto con Rodrigo Moreno y Álvaro Negredo, que estuvo lesionado los primeros meses del campeonato.
[19] Se estanca un poco su racha goleadora y Álvaro Negredo, tras su recuperación física, participa en más encuentros como titular,[20] pero Paco Alcácer logra anotar 3 goles en la Copa del Rey.
A pesar de tener pocos minutos en el equipo siguió marcando con la selección.
Terminó el campeonato con 13 goles y 7 asistencias en 35 participaciones en liga, números que no le sirvieron para ser convocado por Vicente del Bosque para disputar la Eurocopa 2016 pese a haber sido el máximo goleador de la selección en la fase de clasificación.
[24] En el verano de 2016 inició la temporada disputando la primera jornada en Mestalla frente a la U. D. Las Palmas, pero en la segunda jornada fue suplente al estar próximo su traspaso al F. C. Barcelona por 30 millones de euros.
[26][27] Pese a hacer la pretemporada con el Valencia C. F. a las órdenes de Pako Ayestarán y ser el delantero centro titular tras la salida de Negredo, aceptó la llamada del Fútbol Club Barcelona y aprovechó la oportunidad.
[31][32] Volvió a marcar en la 25.ª jornada en la goleada 6-1 ante el Real Sporting de Gijón, en la 29.ª frente al Granada C. F. en otra goleada 1-4 y en la victoria 3-2 frente a la Real Sociedad en la 32.ª jornada.
Así, puso fin a su primera campaña en el club blaugrana con ocho tantos en 28 partidos.
[35] Su arranque goleador fue espectacular logrando seis goles en apenas 81 minutos repartidos en tres encuentros de Bundesliga (incluido un hat-trick tras salir en el minuto 60) y un gol en un partido en Liga de Campeones.
El cuarto gol lo logró en un partido amistoso frente a Costa Rica en León.
[51] logrando una gran efectividad muy por encima de otros delanteros como Diego Costa y Álvaro Morata.