לאחר תכנון מדוקדק ולאחר שהצליחו להגיע לגמר המזרח וקרוב להופעה בגמר ה-NBA בשנת 2001, חשבו הבאקס לעשות מהלך נוסף במהלך הפגרה ולהביא לקבוצה תוספת של שחקן שיחד עם הסגל הנוכחי יביא את הקבוצה לגמר ה-NBA. תחת עידודו החזק של קארל, רכשו הבאקס את אנתוני מייסון בתחילת עונת 02–2001. על הנייר, רכישה זו וסגל השחקנים הקיים הפכו את הבאקס כקבוצה ש"חייבים לנצח" בדרך לגמר ה-NBA באזור המזרח. אך במציאות, על המגרש ומחוצה לו הכימיה הקבוצתית נהרסה מנוכחותו של מייסון. הבאקס, שבאמצע העונה דורגו במקום הרביעי במזרח, החלו לשקוע בצורה לא סבירה. הבאקס שיא השקיעה הגיע בלילה האחרון של העונה הרגילה עם הפסד לדטרויט פיסטונס, הפסד שמנע מהבאקס להעפיל אל משחקי הפלייאוף. השקיעה הביאה למתיחות בין שלושת כוכבי המועדון למאמן ג'ורג' קארל, שתוצאותיה היו טרייד בו הועבר גלן רובינסון לאטלנטה הוקס תמורת טוני קוקוץ' ובחירת סיבוב ראשון בדראפט של שנת 2003, שנוצלה כדי לבחור את טי. ג'יי. פורד כבחירה מספר 8.
במהלך עונת 03–2002, ביצעו הבאקס טרייד על כוכב הקבוצה ריי אלן ורונלד מארי (שהיה שחקן מחליף) והעבירו את השניים לסיאטל סופרסוניקס תמורת גארי פייטון ודזמונד מייסון. הטרייד איפשר לכוכב העולה מייקל רד לקבל יותר דקות משחק, ויחד עם גארי פייטון בקו האחורי, סיימו הבאקס את העונה במאזן 40–42. הבאקס העפילו אל הפלייאוף אך הפסידו בסיבוב הראשון בשישה משחקים לניו ג'רזי נטס. במהלך הפגרה, ביצע המועדון טרייד ושלח את סם קאסל והסנטר ארווין ג'ונסון למינסוטה, תמורת ג'ו סמית'. פייטון עזב לאחר שהפך לשחקן חופשי, וזאת לאחר ששיחק רק 28 משחקים בעבור הבאקס. גם תקופת כהונתו של ג'ורג' קארל כמאמן הראשי של הקבוצה הסתיימה לאחר עונת 03–2002. תוך פרק זמן של שנה אחת, איבדה הקבוצה את מאמנה ואת "שלושת הגדולים" שלה לאחר שהיו אחראים להצלחותיו של המועדון באותה התקופה.
2003–2008: פלייאוף וכשלונות במהלך העונה הרגילה.
תחת הנהלתו של הג'נרל מנג'ר החדש לארי האריס, סבלו הבאקס מחוסר עקביות ופציעות רבות במהלך שש השנים הבאות. במהלך פרק זמן זה הצליחו הבאקס להעפיל אל משחקי הפלייאוף פעמיים, תחילה תחת המאמן טרי פורטר בשנת 2004 ולאחר מכן תחת אימונו של טרי סטוטס בשנת 2006. בשני מקרים אלה הם נוצחו בידי הדטרויט פיסטונס בחמישה משחקים. במהלך תקופה זו, פרי מייקל רד והפך לשחקן אולסטאר כשהוא מהווה איום קליעהתמידי ליריבות, הוא הפך ל"פנים החדשות" של המועדון. הבאקס זכו בבחירה הראשונה של דראפט 2005, וניצלו אותה כדי לבחור את אנדרו בוגוט. במהלך ארבע שנותיו הראשונות במילווקי סבל בוגוט מחוסר עקביות ומפציעות, אך במשך הזמן הצליח והפך לשחקן מפתח בשורות הבאקס.
בחודש מרץ 2008, ציינו הבאקס 40 שנות פעילות ואוהדי הקבוצה בחרו קבוצת כל הזמנים, וביניהם שחקנים כמו: כרים עבדול-ג'באר, אוסקר רוברטסון, ריי אלן, סידני מונקריף, ומייקל רד.
באותו החודש הודיעה הנהלת המועדון כי לא תחדש את חוזהו של הג'נרל מנג'ר לארי האריס, שהסתיים ב-30 ביוני 2008, הבאקס שכרו את ג'ון האמונד שהיה סגן נשיא פעולות הכדורסל בדטרויט פיסטונס, כג'נרל מנג'ר החדש, נותנים לבאקס מנהל חדש המקושר עם הצלחה.
ב-17 באפריל 2008 הודיעה הנהלת המועדון כי לארי קריסקוויאק, המאמן השלישי והאחרון אותו שכר לארי האריס, משוחרר מתפקידיו במועדון. ב-21 באפריל 2008 הודיעו הבאקס על העסקתו של סקוט סקיילס כממאמן הראשי של הקבוצה, זאת לאחר שקודם הועסק על ידי השיקגו בולס ופיניקס סאנס.
ב-26 ביוני 2008 רכשו הבאקס את ריצ'רד ג'פרסון מניו ג'רזי נטס בטרייד גדול שכלל בתמורה בחירת סיבוב ראשון ואת השחקנים: אי ג'יאנליאן ובובי סימונס. מאוחר יותר באותו היום, בחרו הבאקס את שחקנה של אוניברסיטת וירג'יניה המערבית ג'ו אלכסנדר כבחירה השמינית באותו הדראפט. אלכסנדר הוא השחקן הראשון יליד טאיוואן ב-NBA.
2009–הווה: צעדה למעלה.
בדראפט של שנת 2009, בחרו הבאקס את הפויינט גארד המבטיח ברנדון ג'נינגס שהגיע אל ה-NBA היישר מליגת התיכונים, אך שיחק מאיטליה שנה קודם לכן. במהלך אמצע העונה ביצע ג'ון האמונד טרייד שהעביר את האקים ווריק לשיקגו תמורת ג'ון סלמונס. במדי הבאקס, השיג סלמונס 19.9 נקודות בממוצע למשחק. משחקו של ג'נינגס, יחד עם השתפרותו של אנדרו בוגוט, ההשתפרות המפתיעה של ארסאן אילייסובה, והגעתו של ג'ון סלמונס, הטלה את הקבוצה לתחרות על מקום בפלייאוף. בתחילת העונה, הבאקס נצפו כקבוצה שלא תשתתף במרוץ אל הפלייאוף, בו להופיעו בארבע השנים האחרונות. בחודש אוקטובר, מצאו את עצמם הבאקס בעמדת פיגור אחרי הקליבלנד קאבלירס בבית המרכזי, אך בסופו של דבר הצליחו הבאקס לתפוס מקום בפלייאוף במרווח ביטחון לאחר שב-6 באפריל 2010 נצחו בחוץ את שיקגו בולס. באותו הזמן החל לתפוס המשפט "פחד מהאיל", סביר להניח עקב אמירתו של פרשן ESPN ואומצה על לוחות ההודעות האלקטרוניים בבראדלי סנטר ועל ידי אוהדי יציע 6 הקנאים, המכונים "איילים מוכי כלבת" ('rabid Bucks). הסיסמה תפסה היטב בקרב שאר אוהדי הבאקס שהחלו להופיע למשחקי הבית עם שלטים ועליהם הססמה. הססמה הפכה במהרה למעין קריאת המלחמה של המועדון במהלך משחקי הפלייאוף. הבאקס סיימו את העונה במאזן 36–46. ותפסו את המקום השישי במזרח, הם הודחו לאחר סדרה קשה ומותחת שנמשכה שבעה משחקים מול אטלנטה הוקס בסיבוב הראשון. הייתה זו הנקודה הגבוה ביותר אליה הגיעו הבאקס במשחקי הפלייאוף מאז שנת 2001. ריצת הפלייאוף הקצרה של הבאקס נגרמה בחלקה עקב פציעתו של אנדרו בוגוט ששבר את ידו, הוא נפצע כנפל לאחר ביצוע הטבעה באחד ממשחקי שלהי העונה הרגילה, פציעה שהביאה לסיום מוקדם לעונה של בוגוט. בעונת 11–2010, סיימו הבאקס במקום התשיעי במזרח והחמיצו את משחקי הפלייאוף.
בדראפט 2013 בחרו הבאקס את יאניס אדטוקומבו במקום ה-15. עונת הרוקי שלו הייתה סבירה, והוא קלע בה 6.9 נקודות למשחק ונבחר לחמישיית הרוקיז השנייה. הקואורדינציה והאתלטיות הנדירות לגובהו אפשרו לו לשחק בעמדת הרכז בחלק מהזמן, מה שהפך אותו לשחקן שקשה לשמור עליו. למרות זאת את העונה סיימה מילווקי במקום האחרון בליגה עם מאזן 15–67 וקיבלו את הבחירה השנייה בדראפט 2014, אותה הם ניצלו כדי לבחור את ג'בארי פארקר, שיחד עם אדטוקומבו היוו בסיס צעיר ומבטיח לעתיד.
בעונת עשתה הקבוצה קפיצת מדרגה משמעותית וסיימה את העונה במאזן 41-41, על אף פציעתו של ג'בארי פארקר. גורמים לכך היו קפיצת מדרגה של אדטוקומבו, פריצה של כריס מידלטון והצטרפות במהלך העונה של מייקל קרטר-ויליאמס (זוכה רוקי השנה ב-NBA ב-2014) והגנה קשוחה. הקבוצה עלתה לפלייאוף מהמקום השישי, ובפלייאוף הודחה לאחר שישה משחקים מול שיקגו בולס.
לאחר העונה המפתיעה הזאת היה תקווה גדולה במועדון לצאת לדרך חדשה ולעשות קפיצה נוספת קדימה ואף לאיים על פסגת המזרח. במהלך פגרת הקיץ הצליחה הקבוצה להחתים את גרג מונרו לחוזה לשלוש שנים, מה שנחשב להצלחה גדולה לקבוצה שלא היה לה כמעט שום החתמה גדולה במהלך השנים שקדמו לכך. הקבוצה חוותה נסיגה ביכולת במהלך העונה שנגרמה בעקבות ירידה חדה ביכולת ההגנתית וסיימו את העונה במקום ה-12 במזרח במאזן 33–49 ומחוץ לפלייאוף. נקודת האור היחידה באותה עונה הייתה הפריצה המשמעותית של יאניס אדטוקומבו שהחל לשחק חלק משמעותי מהזמן כרכז, דבר שגרם לקושי רב בשמירה עליו. בנוסף היה לו חמישה טריפל דאבלים באותה עונה מה שהיה שיא מועדון לבאקס.
את עונת סיימו הבאקס עם המאזן הטוב ב-NBA, 60–22, הודות ליכולת מצוינת של אדטוקומבו אשר זכה בתואר ה-MVP של העונה הסדירה. בפלייאוף 2019 העפילה הקבוצה לגמר האזור המזרחי, אך הפסידה מול טורונטו ראפטורס, בתוצאה 2–4.
גם את עונת סיימו הבאקס עם המאזן הטוב ביותר ב-NBA, 56–17 (העונה קוצרה בעקבות מגפת הקורונה), עוד פעם בזכות עונה מדהימה של יאניס אדטוקומבו שזכה בפעם השנייה ברציפות בתואר ה-MVP, וכן בתואר שחקן ההגנה של העונה. בסיבוב הראשון של פלייאוף 2020 ניצחו הבאקס את אורלנדו מג'יק בתוצאה 4–1, אך הודחו בחצי גמר המזרח על ידי מיאמי היט בתוצאה 1–4.
בקיץ 2020 קיבלה מילווקי את האולסטאר לשעבר ג'רו הולידיי בטרייד בין ארבע קבוצות, במסגרתו ויתרה על אריק בלדסו, ג'ורג' היל, אר. ג'יי. המפטון ו-4 בחירות דראפט עתידיות. הבאקס גם חידשו את החוזה של אדטוקומבו לעוד 5 שנים תמורת כ-228.2 מיליון דולר, החוזה הגדול ביותר אי פעם של שחקן ב-NBA. בעונת 2020/2021 זכו הבאקס באליפות ה-NBA השנייה בתולדותיה, לאחר ניצחון בסדרת הגמר 4–2 מול פיניקס סאנס.
האליפות השנייה.
מלווקי העפילו לגמר בפעם השלישית בתולדות המועדון אודות לסגל הנהדר שבנו ושיתוף הפעולה המצוין בין ג'רו הולדיי כריס מידלטון
פי ג'י טאקר ויאניס אדטוקומבו. בגמר מילווקי נקלעה לפיגור 2-0 אבל לאחר ארבעה ניצחונות רצופים זכתה פעם נוספת באליפות
הNBA ויאניס אדטוקומבו שקלע 50 נקודות במשחק השישי זכה בתואר הMVP של סדרת הגמר.
קמע.
הקמע הרשמי של המילווקי באקס הוא בנג'ו, אותו משחק כרגע קווין ונדרקולק. המילה "בנג'ו" הוטבעה במקור על ידי אדי דוקט, הכרוז הוותיק של המילווקי באקס. דוקט השתמש במילה בכל פעם ששחקני הבאקס קלעו סל מרחוק. השימוש במילה נעשה לעיתים קרובות בעבור קליעותיו של הקלע ג'ון מקגלוקלין. באופן הולם, כשהגיע זמנם של הבאקס לבחור שם לקמע של המועדון, זכה השם "בנג'ו" בתחרות.