O resultado foi "Mellon Collie and the Infinite Sadness", um álbum duplo contendo 28 canções com duração de mais de duas horas (a versão em vinil contém três gravações, duas canções extras, e uma listagem de faixas alternativa). A intenção era fazer com que as canções se complementassem conceitualmente como um símbolo do ciclo de vida e morte. Elogiado pela "Time" como "o trabalho mais ambicioso e bem acabado do grupo até o presente", "Mellon Collie" estreou no topo na lista da "Billboard" em outubro de 1995. Ainda mais bem-sucedido que "Siamese Dream", foi certificado nove vezes com platina nos Estados Unidos e se tornou o álbum duplo mais vendido da década. O álbum também ganhou sete nominações para o Grammy de 1997, inclusive Álbum do Ano. A banda ganhou apenas o prêmio de melhor performance de Hard Rock pelo single "Bullet with Butterfly Wings". O álbum deu origem a cinco singles: "Bullet with Butterfly Wings", "1979", "Zero", "Tonight, Tonight" e "Thirty-Three", das quais as três primeiras foram certificadas "ouro" e todas menos "Zero" entraram nas Top 40. Muitas das canções que não entraram no "Mellon Collie" foram lançadas como lado-B dos singles, e foram eventualmente compiladas na caixa "The Aeroplane Flies High". Como um testemunho da popularidade da banda, a Virgin Records originalmente pretendia limitar a edição dessa caixa em 200.000 cópias, mas produziu mais depois que a produção original se esgotou devido à grande demanda.