סיירוס פרסמה את הסינגל החדש שלה "We Can't Stop" ב-3 ביוני בתור סינגל החזרה שלה, שהפך להצלחה מסחרית בין לאומית ברחבי העולם, והגיע לראשי המצעדים במדינות שונות, בהן הממלכה המאוחדת וסקוטלנד. הקליפ של השיר שבר שיא היסטורי באתר Vevo לאחר שהגיע לכמות צפיות של כ-10.7 מיליון בתוך עשרים וארבע שעות והפך לסרטון הראשון שמגיע ל-100 מיליון צפיות. בטקס פרסי הווידאו קליפים של MTV לשנת 2013, סיירוס הופיעה יחד עם רובין ת'יק, הופעתם הביאה לתשומת לב תקשורתית נרחבת ולביקורת ציבורית. במהלכה, סיירוס דימתה תנועות מיניות בעזרת אצבע קצף שתוארו כ-"מטרידות" בלבוש חושפני והופעתם גרפה ביקורות חריפות ותלונות לערוץ MTV. ב-25 באוגוסט 2013 הוציאה לאור את השיר "Wrecking Ball" כסינגל השני מתוך האלבום, ביום הופעתה בטקס הפרסים. השיר הפך ללהיט מיידי וכבש את מצעדי ברזיל, קנדה, ישראל, בריטניה, ומקסיקו והפך לשירה הראשון של סיירוס שמגיע לראש מצעד הבילבורד הוט 100 בארצות הברית. הווידאו קליפ המלווה אותו, שהציג את סיירוס מתנדנדת על כדור הריסה בעירום מלא, זכה לפארודיות רבות ונצפה מעל 19 מיליון פעמים ביום הראשון לשחרורו. בטקס פרסי ה-VMA בשנת 2014 זכה בקטגוריית קליפ השנה.
לאחר חודשים של ספקולציות בתקשורת, ב-16 בספטמבר 2013, נציג של סיירוס הודיע שהיא והמסוורת' החליטו לבטל את אירוסיהם, ובכך סיימו את מערכת היחסים בת ארבע השנים שלהם. ב-2 באוקטובר שידר ערוץ MTV את הסרט התיעודי המתאר את תהליך הפקת האלבום והופעותיה של סיירוס, "Miley: The Movement", האלבום, "Bangerz" היה הצלחה מסחרית גדולה והועמד לפרס הגראמי. בשיאו, הגיע לראשי המצעדים של ארגנטינה, מקסיקו, אוסטרליה, קנדה, סקוטלנד, בריטניה וארצות הברית במצעד הבילבורד 200 לאחר שמכר כ-270,000 עותקים בשבוע הראשון ליציאתו במדינה. ב-5 באוקטובר, סיירוס הנחתה שוב את התוכנית סאטרדיי נייט לייב. ב-5 בנובמבר הופיעה בשיר של הראפר פיוצ'ר, "Real and True" יחד עם הזמר מר הדסון. הווידאו קליפ לשיר הוצג חמישה ימים לאחר מכן ב-10 בנובמבר. בסוף שנת 2013 סיירוס הוכתרה כאמנית השנה של MTV. ב-29 בינואר 2014, היא ניגנה מופע קונצרט אקוסטי בתוכנית "MTV Unplugged" והופיעה עם שירים מהאלבום לצד הופעת אורח של מדונה. פרק זה הפך למופע עם מספר הצופים הגבוה ביותר בתוכנית בעשור האחרון עם מעל 1.7 מיליון צופים. סיירוס השתתפה בקמפיין האביב 2014 של מארק ג'ייקובס יחד עם נטלי ווטלינג ואזמרלדה סאי ריינולדס. ב-14 בפברואר 2014 היא השיקה את סיבוב ההופעות השנוי במחלוקת שלה, "Bangerz Tour" אשר זכה לביקורות חיובית. לאחר חודשים מצאתו של סבב ההופעות, חיית המחמד של סיירוס מסוג כלב אלסקן מלמוט נמצא מת בביתה לאחר עימות עם זאב ערבות, כתוצאה מכך הודיעה כי החליטה להקדיש את חייה לאורח חיים טבעוני. שבועיים לאחר מכן, החלה לסבול מתגובה אלרגית לאנטיביוטיקה אשר ניתנה לה בשל דלקת בסינוסים והיא נאלצה להתאשפז בקנזס סיטי.
תוך שיתוף פעולה עם להקת הפליימינג ליפס על המהדורה המחודשת שלהם לאלבום של הביטלס, "Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band", סיירוס החלה לעבוד עם ויין קווין על אלבום האולפן החמישי שלה. היא טענה שהיא מתמקדת במוזיקה ושהאלבום לא ייצא עד שתרגיש שהוא מוכן. קווין השווה את העבודה המשותפת שלו עם סיירוס לעבודות של פינק פלויד ופורטיסהד ותיאר את הצליל שלהן כ-"גרסה קצת יותר חכמה, עצובה ואמיתית יותר למוזיקת הפופ של מיילי". במשך רוב הזמן בו היא הקליטה את האלבום, היא הייתה במערכת יחסים רומנטית עם השחקן פטריק שוורצנגר. סיירוס עבדה גם על הסרטים הלילה שלפני ו-"A Very Murray Christmas" שיצאו בשנת 2015. דיווחים החלו לצוץ באותה כי סיירוס עובדת על שני אלבומים בו זמנית, שאחד מהם מתכננת להוציא ללא תשלום. השמועות אושרו על ידי המנהל שלה שטען כי היא מוכנה לסיים את החוזה שלה עם חברת RCA רקורדס אם כי הם מסרבים לתת לה להוציא אלבום בחינם. באותה שנה, הנחתה את טקס פרסי הווידאו קליפים של MTV ובסיומו הופיעה עם הסינגל המוביל מאלבומה החמישי, "Dooo It!". מיד לאחר סיום ההופעה, סיירוס הודיעה כי אלבומה "Miley Cyrus &amp; Her Dead Petz", זמין לשמיעה חינמית באתר "SoundCloud". האלבום נכתב והופק בעיקר על ידי סיירוס, ונקרא "ניסיוני ופסיכדלי", עם אלמנטים של רוק פסיכדלי, פופ פסיכדלי ופופ אלטרנטיבי. ב-19 בנובמבר 2015 יצאה סיירוס לסיבוב ההופעות החמישי שלה, "Milky Milky Milk Tour" שכלל 8 מופעים בצפון אמריקה לקידום האלבום.
2016–2018: Younger Now ו-The Voice.
בשנת 2016, לאחר צאת אלבום האולפן החמישי שלה בשנה הקודמת, סיימה סיירוס את עבודתה על אלבום האולפן השישי שלה והייתה יועצת מרכזית בעונה העשירית של תוכנית הריאליטי "The Voice". במרץ 2016 נחשף שסיירוס ובן זוגה ליאם המסוורת' חידשו את מערכת היחסים שלהם. באותו החודש, סיירוס חתמה על חוזה כמאמנת שירה בעונה האחת עשרה של התוכנית כמחליפו של גוון סטאפני, סיירוס הפכה למנטורית הצעירה ביותר שהופיע בכל עונותיה של התוכנית. בספטמבר 2016 השתתפה סיירוס בסדרה "משבר בשש סצנות" מאת וודי אלן, היא שיחקה פעילה חברתית רדיקלית הגורמת לעימותים בבית שמרני משנות השישים בזמן שהסתתרה מהמשטרה.
ב-17 בספטמבר 2016 הופיעה בתוכנית הלילה בכיכובו של ג'ימי פאלון וביצעה גרסת כיסוי לשירו של בוב דילן "Baby, I'm In the Mood for You". סיירוס שימשה כמדובבת בסרט האנימציה ששוחר במאי 2017. ב-11 במאי 2017, הוציאה סיירוס את "Malibu" כסינגל הראשי מאלבומה השישי. ביציאתו זכה להצלחה והופיע בעשרת המובילים בארצות הברית, סקוטלנד, נורווגיה, ניו זילנד ואוסטרליה. ב-9 ביוני הוציאה את "Inspired" לאחר שביצעה את השיר במופע הצדקה, "One Love Manchester". מאוחר יותר הפך לסינגל השיווקי מהאלבום. ב-8 באוגוסט הכריזה סיירוס כי אלבום האולפן השישי שלה יישא את השם "Younger Now" וייצא ב-29 בספטמבר 2017. הסינגל השני מתוכו, "Younger Now" יצא לאור ב-18 באוגוסט והופיעה בשיאו במקום ה-79 במצעד הבילבורד הוט 100. באותו החודש הופיעה איתו בטקס פרסי הווידאו קליפים של MTV לשנת 2017.
ב-15 בספטמבר ביצעה את השירים, "Malibu", "Younger Now", "See You Again", "Party in the U.S.A" וגרסת כיסוי ללהיט "The First Time Ever I Saw Your Face" של רוברטה פלאק לתחנת הרדיו "BBC Radio 1". לאחר הפסקה של עונה, סיירוס חזרה לשמש כמנטורית בעונה השלוש עשרה של "The Voice". ב-5 באוקטובר 2017 אישרה כי לא תחזור להשתתף בעונה הארבע עשרה. ב-30 באוקטובר 2017, סיירוס חשפה שלא תוציא סינגל נוסף מהאלבום "Younger Now" ולא תצא לסיבוב הופעות לקידומו. לפני שהוציאה את הסינגל השני, סיירוס הודיעה שהיא כבר "שני שירים באלבום הבא". משתפי פעולה ששמם נקשר באלבומה השביעי כוללו את שותפה לשעבר מייק וויל מייד איט והשותפים החדשים מארק רונסון ואנדרו ווייט. שיתוף הפעולה הראשון שלה עם רונסון, "Nothing Breaks Like a Heart" יצא לאור ב-29 בנובמבר מאלבומו "Late Night Feelings".
2019–הווה: מראה שחורה, She Is Coming ,Plastic Hearts ומחווה למטאליקה.
ב-31 במאי 2019, סיירוס צייצה בחשבונה בטוויטר כי אלבום האולפן השביעי שלה יישא את השם "She Is Miley Cyrus" ויכלול שלושה מיני-אלבומים עם שישה שירים, שיצאו לפני האלבום באורך מלא, "She Is Coming" ב-31 במאי, "She Is Here" בקיץ, ו-"She Is Everything" בסתיו. "She Is Coming" הופיע לראשונה ביציאתו בחמשת המובילים במצעדי קנדה, ליטא, נורווגיה וארצות הברית במצעד הבילבורד 200. הסינגל המוביל ממנו, "Mother's Daughter" הועמד לפרס הגראמי וזכה ב-2 פרסי ה-VMA. סיירוס כיכבה בפרק "רייצ'ל, ג'ק ואשלי טו", כחלק מסדרת הדרמה מראה שחורה שצולמה בדרום אפריקה בנובמבר 2018. היא יצאה בנטפליקס ב-5 ביוני 2019. הקליפ לשיר מהפרק, "On a Roll" יצא ב-13 ביוני. ב-27 ביוני נחשף כי סיירוס שיתף פעולה עם אריאנה גרנדה ולנה דל ריי בסינגל המוביל "Don't Call Me Angel" של פסקול הסרט המלאכיות של צ'רלי ששוחר ב-13 בספטמבר. באוגוסט 2019 הוציאה סיירוס את "Slide Away", השיר הראשון שלה מאז הודעתה על הפרידה מהמסוורת'.
ב-24 במאי 2020 יצא הקליפ לשיר "Captain's Dance With the Devil" של הזמר קודי סימפסון, אותו ביימה סיירוס. ב-27 ביוני השתתפה סיירוס במשדר הצדקה וביצעה את השיר "" של הביטלס. ב-14 באוגוסט 2020 הוציאה סיירוס את הסינגל המוביל מאלבומה השביעי, "Midnight Sky", ובנוסף אישרה את ביטולם של המיני-אלבומים "She Is Here" ו-"She Is Everything". הסינגל זכה להצלחה ודורג במיקום הגבוה ביותר שלה מאז "Malibu" בשנת 2017 במצעד הבילבורד הוט 100 אליו הגיע למקום ה-14 לצד המקומות הראשונים בבולגריה, סרביה וסקוטלנד. ב-22 באוקטובר 2020 סיירוס הודיעה בחשבונה באינסטגרם כי אלבום האולפן השביעי שלה "Plastic Hearts" ייצא ב-27 בנובמבר 2020.
ב-19 בנובמבר 2020, כשבוע לפני יציאתו, הוציאה סיירוס את "Prisoner", סינגל שני מתוך האלבום, בהשתתפות דואה ליפה. השיר זכה להצלחה רבה בישראל ובעולם ואף הגיע למקום ה-12 במצעד "בילבורד גלובל 200".
ב-12 במרץ 2021, הוציאה סינגל שלישי מתוך האלבום ושמו "Angels like You".
ביציאתו זכה האלבום לביקורות משבחות ונכנס לחמשת המובילים במצעדי אירלנד, נורווגיה, ספרד, שווייץ, בריטניה וארצות הברית במקום ה-2 במצעד בילבורד 200. בכך, הפך לכניסתה ה-12 בעשרת המובילים במצעד.