Trong tháng 3 năm 2011, Spears phát hành album phòng thu thứ bảy Femme Fatale. Album đạt vị trí quán quân ở Úc, Canada, và Hoa Kỳ, và lọt vào top 10 ở hầu hết các bảng xếp hạng khác. Thứ hạng của nó tại Hoa Kỳ đã giúp cô cân bằng kỷ lục với Mariah Carey và Janet Jackson ở vị trí thứ 3 trong danh sách những nữ nghệ sĩ có nhiều album quán quân nhất. Album quán quân thứ 6 này đã bán được 1 triệu bản ở Hoa Kỳ và 2.2 triệu bản trên toàn thế giới, và được chứng nhận bạch kim bởi RIAA.Đĩa đơn đầu tiên của album "Hold It Against Me" ra mắt ở vị trí quán quân trên bảng xếp hạng Billboard Hot 100, trở thành đĩa đơn thứ tư của Spears trên bảng xếp hạng và giúp cô trở thành nghệ sĩ thứ hai trong lịch sử có hai đĩa đơn đạt vị trí số một ngay trong tuần đầu, sau Mariah Carey. Đĩa đơn thứ hai "Till the World Ends" đạt vị trí thứ 3 trên bảng xếp hạng Billboard Hot 100, trong khi đĩa đơn thứ ba "I Wanna Go" đạt vị trí thứ 7. Thành tích này đã giúp Femme Fatale trở thành album đầu tiên trong sự nghiệp của Spears có 3 đĩa đơn lọt vào top 10 trên bảng xếp hạng này. Đĩa đơn thứ tư và cuối cùng từ album "Criminal" được phát hành vào tháng 9 năm 2011. Video ca nhạc của nó đã gây nên nhiều tranh cãi khi các chính trị gia tại Anh chỉ trích việc Spears dùng súng lục trong quá trình quay phim tại Luân Đôn, một trong những khu vực bị ảnh hưởng xấu bởi cuộc nổi dậy năm 2011 tại đây. Sau đó, quản lý của Spears đã trả lời ngắn gọn, rằng "Video này là một câu chuyện tưởng tượng với bạn trai của Britney, Jason Trawick, mà theo nghĩa đen là xuất phát từ lời bài hát đã được viết từ 3 năm trước, khi những cuộc bạo động chưa xảy ra." Tháng 4 năm 2011, Spears góp giọng trong phiên bản phối lại của bài hát của Rihanna "S&M". Nó đứng ở vị trí số một tại Hoa Kỳ vào cuối tháng, đem về cho Spears đĩa đơn quán quân thứ 5 trên bảng xếp hạng. Trong danh sách cuối năm 2011 của Billboard, Spears đứng vị trí thứ 14 trong danh sách Nghệ sĩ của năm, thứ 32 trong Top nghệ sĩ Billboard 200 và thứ 10 trong Top nghệ sĩ Billboard Hot 100.Tháng 6 năm 2011, Spears bắt tay vào chuyến lưu diễn Femme Fatale Tour. Trong 10 ngày đầu tiên của chuyến lưu diễn, nó đã thu về 6.2 triệu đô-la, hạ cánh ở vị trí 50 trong danh sách 100 tour diễn hàng đầu Bắc Mỹ của Pollstar vào giữa năm. Chuyến lưu diễn kết thúc vào ngày 10 tháng 12 năm 2011 tại Puerto Rico sau 79 buổi diễn. Một DVD của chuyến lưu diễn đã được phát hành vào tháng 11 năm 2011. Trong tháng 8 năm 2011, Spears đã giành giải thưởng Thành tựu Video của MTV tại Giải Video âm nhạc của MTV năm 2011. Trong tháng sau, cô phát hành album phối lại thứ hai của mình, B in the Mix: The Remixes Vol. 2. Trong tháng 12 cùng năm, Spears đã đính hôn với bạn trai lâu năm Jason Trawick, người trước đây từng làm trợ lý của cô. Trawick đồng thời trở thành người bảo trợ hợp pháp của Spears, cùng với cha cô, vào tháng 4 năm 2012. Tuy nhiên, Spears và Trawick đã hủy bỏ hôn ước của họ vào tháng 1 năm 2013. Trawick cũng không còn là người bảo hộ của Spears, và cha cô tiếp tục là người bảo hộ duy nhất của cô.Trong tháng 5 năm 2012, Spears được mời để thay thế Nicole Scherzinger cho vị trí giám khảo mùa thứ hai của cuộc thi The X Factor phiên bản tại Mỹ, Nicole Scherzinger, cùng với Simon Cowell, L.A. Reid và giám khảo mới Demi Lovato, người thay thế Paula Abdul. Với mức thù lao 15 triêu đô-la, Spears đã trở thành giám khảo được trả lương cao nhất trong lịch sử những cuộc thi hát trên truyền hình. Trong cuộc thi, cô hướng dẫn nhóm Teens và thành viên cuối cùng trong đội của cô, Carly Rose Sonenclar, đã đạt ngôi vị Á quân của mùa giải. Spears đã không trở lại vào mùa thứ ba của cuộc thi và vị trí của cô được thay thế bởi Kelly Rowland. Spears góp giọng trong bài hát "Scream & Shout" của will.i.am, đã được phát hành dưới dạng đĩa đơn trích từ album phòng thu thứ tư của anh, #willpower (2013). Nó sau đó đã trở thành đĩa đơn quán quân thứ sáu của cô trên bảng xếp hạng UK Singles Chart và đứng vị trí thứ 3 trên Billboard Hot 100 tại Hoa Kỳ. "Scream & Shout" là một trong những đĩa đơn bán chạy nhất trong năm 2012 và 2013 với 8.1 triệu bản được bán ra trên toàn thế giới. Trong tháng 12, Spears đứng thứ nhất trong danh sách những nghệ sĩ nữ có thu nhập cao nhất trong năm 2012 bởi tạp chí Forbes, với thu nhập ước tính là 58 triệu đô-la.