A principios de 2014 Ed Sheeran estuvo nominado al mejor artista nuevo en la edición 56 de los Premios Grammy. Asimismo optó al galardón álbum del año por su colaboración en el cuarto disco de Taylor Swift, Red de 2012.
El 1 de junio de 2014, como adelanto de su inminente segundo álbum, en el Reino Unido se publicó el sencillo “Sing” coescrito junto con Pharrell Williams, quien además lo produjo. “Sing” consiguió un gran éxito en el Reino Unido, donde se convirtió en el primer tema de Sheeran que obtuvo el puesto número 1 de la lista de sencillos en Inglaterra.
El 23 de junio de 2014, se lanzó al mercado X (leído multiply) su segundo álbum. Tras la publicación, X entró en la posición número uno en los charts de varios países, entre los que se incluye Australia, Alemania, Estados Unidos, Irlanda y Reino Unido.
En el Reino Unido X pasó a ser el segundo disco número 1 de Sheeran en la lista de álbumes; en total, X ingresó en el puesto número 1 del ranking de álbumes 12 veces, y figura como el álbum más vendido del año 2014 con más 1.600.000 copias y durante el 2015 también tuvo un gran éxito comercial al culminar el año como el segundo álbum más vendido, con más 900.000 unidades, solo detrás del disco 25 de Adele.