בסיום אותה עונה הם השיגו מאזן 40-40 ועלו לפלייאוף. בסיבוב הראשון הם ניצחו את הקינגס בסדרה בת 4 משחקים ועלו לגמר המזרח. בגמר המזרח הם פגשו את בוסטון סלטיקס. הקבוצות הגיעו למשחק שביעי ומכריע, בו הסלטיקס ניצחו 108–110. משחק זה הוא אחד המשחקים הזכורים ביותר של הסלטיקס וזכורים לרעה של פילדלפיה. הכדור האחרון היה בידיים של הסיקסרס אך מסירתו של האל גריר שהוציא את הכדור נחטפה על ידי ג'ון האבליצ'ק, שמסר את הכדור לסם ג'ונס שקלע. המהלך היה מלווה בדבריו של השדרן המפורסם של הסלטיקס, ג'וני מוסט: הסלטיקס הדיחו את הסיקסרס וזכו באליפות נגד לוס אנג'לס לייקרס.
בעונת 1965/1966 הסיקסרס השיגו מאזן 25–55, אך הפסידו כבר בסיבוב הראשון של הפלייאוף לסלטיקס. לפני עונת 1966/1967 שייס והסיקסרס סיימו את ההתקשרות ביניהם, והם מינו את אלכס האנום לעמדת המאמן. הסיקסרס התחילו את העונה בצורה חלומית עם מאזן 4–46, וסיימו אותה עם מאזן 13–68. זה היה המאזן הטוב ביותר בעונה הסדירה עד אז. הקבוצה שכללה אז את האולסטארים צ'מברלין, גריר, בילי קנינגהם, צ'ט ווקר, לוציוס ג'קסון ו-ואלי ג'ונס העפילה לגמר המזרח. הם שוב התחרו נגד הסלטיקס. הפעם הסלטיקס שהגיעו בסגל פצוע למשחקים הפסידו 1–4, והודחו. לאחר מכן הם שחקו נגד סן פרנסיסקו ווריורס בגמר, וניצחו אותם 2–4. בכך הם זכו באליפות ה-NBA השנייה בהיסטוריה של הקבוצה.
בעונת 1967–1968 הסיקסרס המשיכו להיות דומיננטיים וסיימו את העונה במאזן 20–62. בסיבוב הפלייאוף הראשון הם ניצחו את ניו יורק ניקס 4-2 כדי לשמור על הסיכויים להגן על התואר. בגמר המזרח הם נפגשו שוב עם בוסטון סלטיקס, והובילו בארבעת המשחקים הראשונים 1–3. אף על פי שהיו להם הזדמנויות לנצח הם הפסידו בשלושה משחקים ברציפות והודחו מהפלייאוף.
1968-1984: הנפילה והבנייה מחדש.
בסיום עונת 1967/1968 פילדלפיה ביצעה טרייד שנוי במחלוקת כשהעבירה את וילט צ'מברלין ללוס אנג'לס לייקרס בתמורה לארצ'י קלארק, דארל אימהוף וג'רי צ'יימברס. בעונת 1968/1969 הירידה לא הייתה דרסטית, והם סיימו עם מאזן טוב של 27–55. למרות זאת הם הפסידו בסיבוב הראשון של הפלייאוף לבוסטון סלטיקס 1-4. בעונה ההבאה הם סיימו במאזן 40–42, אך עדיין הצליחו לעלות לפלייאוף בו לא עברו את הסיבוב הראשון. עונת 1970/1971 אופיינה בעלייה קלה ביכולת שלהם, כשהם מסיימים אותה במאזן 35–47. בכל זאת, הם הפסידו בסיבוב הראשון לבולטימור בולטס 4-3.
בעונת 1971/1972 הסיקסרס "השיגו" מאזן 30–52, עם כמות הניצחונות הקטנה ביותר של המועדון מאז כניסתו לליגת ה-NBA. בנוסף הם פספסו את הפלייאוף בפעם הראשונה בהיסטוריה של המועדון גם כששיחק ב-NBL, וכל זאת קרה חמש שנים בלבד אחרי שזכו באליפות.
על אף שבעונה הקודמת הסיקסרס שברו שיאים שליליים, עונת 1972/1973 התגלתה כגרועה הרבה יותר. הם התחילו את העונה עם 15 הפסדים רצופים, וכמה חודשים לאחר מכן הם הפסידו 20 הפסדים ברציפות. המאזן שלהם לאחר הרצף היה 4–58, ומתוך 35 המשחקים האחרונים שלהם הם ניצחו באחד. בסיומה של העונה הם הגיעו למאזן 9–73, וכונו על ידי התקשורת בפילדלפיה "9 ו-73ers". המאזן הזה הוא השני מהסוף בהיסטוריה של ה-NBA, רק למאזן של פרובידנס סטימרולרס מעונת 1947/1948 שהשיגה רק 6 ניצחונות.
לפני עונת 1973/1974 הם מינו את גנה שו לעמדת המאמן. בעונה זו אכן התרחשו שיפורים מהעונה הקודמת, אך הקבוצה סיימה עם מאזן 25–57 בלבד ולא עלתה לפלייאוף בפעם השלישית ברציפות. בעונה ההבאה הסיקסרס המשיכו במגמת השיפור, וסיימו אותה במאזן 34–48 אך עדיין לא עלו לפלייאוף. עונה זו הייתה העונה הרביעית ברציפות שהם לא הגיעו לפלייאוף. בדראפט 1975 הם בחרו את דריל דוקינס, ולקראת עונת 1975/1976 הסיקסרס החתימו את ג'ורג' מקגיניס מאינדיאנה פייסרס. ביחד איתו הם השיגו מאזן חיובי לראשונה מזה 4 שנים, מאזן 36–46, ועלו לפלייאוף. למרות ההישג הם הפסידו לבופאלו ברייבס 2-1 בסדרה.
עונת 1976/1977 תהיה זכורה בעיני אוהדי הסיקסרס בעיקר בזכות רכישתו של ג'וליוס ארווינג המכונה גם ד"ר ג'יי. ביחד איתו הם השיגו מאזן 32–50 וחזרו להיות קבוצה חזקה. בסיבוב הראשון של הפלייאוף הם הדיחו את בוסטון סלטיקס בסדרה מותחת שהסתיימה לאחר 7 משחקים. בגמר המזרח הם ניצחו את יוסטון רוקטס של מוזס מלון 4-2. בגמר ה-NBA הם נפגשו עם פורטלנד טרייל בלייזרס. אחרי שניצחו בשני המשחקים הראשונים הם הפסידו ב-4 המשחקים ההבאים, והבלייזרס של ביל וולטון זכו באליפות.
הפסד האליפות בעונה הקודמת גרם למוטו של עונת 1977/1978 "אנחנו חייבים לכם אחת". כשאחת מתייחסת לאליפות, ולכם מתייחסת לאוהדים. את העונה הם סיימו עם שיפור במאזן, כשהשיגו 55 ניצחונות לעומת 27 הפסדים. בסיבוב הראשון של הפלייאוף הם הדיחו את ניו יורק ניקס בסוויפ, אך בסיבוב השני הם הפסידו לוושינגטון בולטס 2-4, והאחרונה זכתה באליפות.
את עונת 1978/1979 הם סיימו עם 10 ניצחונות פחות (מאזן 37–45). בסיבוב הראשון הם ניצחו את ניו ג'רזי נטס 2-0, אך בחצי גמר המזרח הם הפסידו לסן אנטוניו ספרס 4-3. את עונת 1979/1980 הם סיימו בשיפור עם מאזן 23–59 וציפיות לאליפות.
בסיבוב הראשון הם ניצחו את הבולטס 0–2, ולאחר מכן הם ניצחו בחצי גמר המזרח הם ניצחו את אטלנטה הוקס 4-1. בגמר המזרח הם ניצחו את הסלטיקס 1–4 ועלו לגמר ה-NBA נגד לוס אנג'לס לייקרס. נגד הלייקרס הם הפסידו 2–4. במשחק השישי והאחרון בסדרת הגמר שחקן הלייקרס מג'יק ג'ונסון, שהיה שחקן שנה ראשונה, שיחק בעמדת הסנטר במקומו של כרים עבדול-ג'באר שנפצע במשחק החמישי. ג'ונסון רגיל לשחק בעמדת הרכז, ובכל זאת הוא קלע 42 נקודות ועזר לקבוצתו לנצח.
את עונת 1980/1981 פילדלפיה סיימה עם מאזן 20–62, שיפור של 3 ניצחונות מהעונה הקודמת. בסיבוב הראשון של הפלייאוף הם הדיחו את אינדיאנה פייסרס בסוויפ 0–2. בחצי גמר המזרח הם ניצחו את מילווקי באקס, 4-3 בסדרה. בגמר המזרח הם נפגשו עם בוסטון סלטיקס. בארבעת המשחקים הראשונים הם הובילו 1–3, רק כדי לראות את הסלטיקס מנצחים 3 פעמים ברציפות ומדיחים אותם.
את עונת 1981/1982 הסיקסרס סיימו עם מאזן 24–58. בסיבוב הראשון הם ניצחו את אטלנטה הוקס 2-0. בחצי הגמר הם הדיחו את הבאקס בסדרה בת שישה משחקים. בגמר המזרח הם ניצחו את הסלטיקס 3–4, ועלו לגמר ה-NBA. בגמר הם הפסידו ללוס אנג'לס לייקרס 4-2.
הארלוד קץ קנה את הקבוצה בשנת 1982. תחתיו הסיקסרס רכשו את השחקן שהתברר כחתיכה החסרה בפאזל בדרך לאליפות, מוזס מלון מיוסטון רוקטס. ביחד עם ארווינג ומלון שיחקו האולסטארים מוריס צ'יקס, אנדרו טוני ובובי ג'ונס. הם סיימו את העונה במאזן 17–65, הראשונים במזרח. מלון זכה בתואר ה-MVP של העונה, וכשהתקשורת שאלה אותו מה הציפיות שלו מהפלייאוף הוא ענה: "ארבע, ארבע, ארבע" - במילים אחרות הוא התכוון שהם צריכים לנצח בכל שלושת הסיבובים בלי להפסיד, ולהדיח את הקבוצות האחרות בסוויפ. מבטאו של מלון גרם למילים שאמר להשמע "פו', פו', פו'".
הסיקסרס כמעט קיימו את הבטחתו של מלון כשעשו צחוק מיריבותיהם במזרח. בחצי הגמר הם ניצחו בסוויפ את ניו יורק ניקס, ובגמר המזרח הם ניצחו את מילווקי באקס 4-1. בגמר ה-NBA הם ניצחו בסוויפ את לוס אנג'לס לייקרס. הלייקרס ניצחו את הסיקסרס בעונה הקודמת בגמר, כך שהם השיגו נקמה. מלון זכה בתואר ה-MVP של הפלייאוף.
את עונת 1983/1984 הסיקסרס סיימו באכזבה, לאחר שהפסידו כבר בסיבוב הראשון לניו ג'רזי נטס. בעונה הסדירה הם השיגו מאזן 30–52.
1984-1992: עידן צ'ארלס בארקלי.
אחרי עונת 1983/1984 המאכזבת הצטרף לפילדלפיה האולסטאר צ'ארלס בארקלי, שנבחר בבחירה ה-5 בדראפט. את עונת 1984/1985 הם סיימו בשיפור עם מאזן 24–58 ועלו לפלייאוף. בסיבוב הראשון הם ניצחו את הוושינגטון בולטס 3-1, ובחצי גמר המזרח הם גברו על מילווקי באקס בסוויפ. בגמר המזרח הם פגשו את בוסטון סלטיקס והפסידו 1–4. לקראת עונת 1985/1986 הסיקסרס מינו את מאט גוקאס לעמדת המאמן. את עונה זו הם סיימו עם מאזן 28–54 ועוד עלייה לפלייאוף. בסיבוב הראשון הם ניצחו את הבולטס 2–3, אך בחצי גמר המזרח הם הפסידו לבאקס 3–4.
ב-16 ביוני 1986 הסיקסרס ביצעו את אחד הטריידים המבוקרים ביותר בהיסטוריה של ה-NBA. הם העבירו את מוזס מלון לוושינגטון בולטס ובנוסף את בחירת הדראפט הראשונה של 1986 לקליבלנד קאבלירס. בתמורה הם קיבלו את רוי הינסון, ג'ף רולנד וקליף רובינסון. שלושתם לא שיחקו בקבוצה יותר משלוש עונות. הקאבלירס בינתיים בחרו בבחירת הדראפט שקיבלו את האולסטאר לעתיד בראד דוהרטי. את העונה הזו הסיקסרס סיימו בירידה, והגיעו למאזן 37–45. הם הפסידו בסיבוב הראשון של הפלייאוף לבאקס.
בתוך עונת 1987/1988 מאזנם של הסיקסרס הגיע למאזן 20–23, וגוקאס פוטר. במקומו הועלה עוזר המאמן ג'ים ליינאם לעמדתו. הם סיימו את העונה עם מאזן 36–46, ולראשונה מאז עונת 1974/1975 הם לא העפילו לפלייאוף. בדראפט 1988 הם בחרו את צ'ארלס סמית' בבחירה השלישית, ומיד העבירו את זכויותיו לקליפרס וקיבלו בתמורה את הבחירה השישית, הרסי הוקינס. הוקינס יהפוך השנים הקרובות לאחד השחקנים הטובים בסיקסרס, ויקלע 19 נקודות בערך בממוצע למשחק בחמש עונות במדיה.
בעונת 1988/1989 הסיקסרס השיגו מאזן 36–46 וחזרו לפלייאוף אחרי היעדרות של שנה. למרות זאת הם הודחו בסוויפ בסיבוב הראשון על ידי הניו יורק ניקס. את העונה ההבאה הסיקסרס סיימו עם מאזן 29–53, ראשונים בבית האטלנטי. בארקלי נבחר למקום השני בתחרות ה-MVP של העונה. אחרי שהדיחו את קליבלנד קאבלירס בסיבוב הראשון, הם הפסידו לשיקגו בולס של מייקל ג'ורדן בחצי גמר המזרח.