2004年からはクルーザー級戦線を離れロブ・ヴァン・ダムとのタッグを結成。12月9日にはケンゾー・スズキ&レネ・デュプリー組からWWEタッグ王座を奪取。2005年1月13日に開催されたSmackDown!でのタッグ王座を賭けたフェイタル4ウェイ戦でロブ・ヴァン・ダムが負傷、その後長期離脱しバシャム・ブラザーズに王座を奪われるが、長年の親友であるエディ・ゲレロとタッグを組みノー・ウェイ・アウトでタッグ王座を再奪取。以降、パートナーであるエディと腕試し的なシングル戦でWrestleMania 21で対戦し勝利。2005年からデビューしたMNMに王座を奪われてから両者の間に不協和音が流れ始め、そのことが原因でエディはヒールターン。ミステリオの息子のドミニクは実はエディの息子であり、その親権を巡っての抗争というストーリーが組まれた。両者はジャッジメント・デイ、グレート・アメリカン・バッシュ、サマースラムで連続して対戦。サマースラムではドミニクの親権を賭けてのラダー・マッチで勝利した。エディとの抗争終了後、10月21日のSmackDown!でのJBLとの試合中にエッジ、クリス・マスターズから襲撃を受ける。エッジのスピアー、クリス・マスターズのマスター・ロックと立て続けに攻撃を受け、フナキ、ハードコア・ホーリーらに救出される。これをきっかけとしてRAWスーパースターとの抗争を開始。11月に行われたタブー・チューズデイにSmackDown!のメンバーとして登場し、RAWのスーパースターであるマスターズ、ジーン・スニツキーと対戦し勝利。その流れでバティスタとタッグを組み、短期間タッグ王座を手にしていた。11月14日のエディ・ゲレロ追悼大会ではショーン・マイケルズとの初対決が実現、勝利を収めた。
2002年、WWEと契約。異例の事態ではあるがミステリオ、ビンス・マクマホン双方の希望により再び覆面レスラーとなり、7月25日にSmackDown!で行われたチャボ・ゲレロ戦でデビュー。当初はレイ・ミステリオ・ジュニアとコールされていたが、しばらくしてレイ・ミステリオに登録名が変更された。サマースラムではカート・アングルと対戦したが敗れる。秋からはエッジとのタッグで初代WWEタッグ王者決定トーナメントに挑戦。決勝で敗れるも、翌週には優勝したクリス・ベノワ&カート・アングル組、ロス・ゲレロス（エディ&チャボ）との3WAYを制し第2代王者となった。2003年からはクルーザー級戦線に参戦し、マット・ハーディーを破ってクルーザー級王座を獲得。以降はタジリ、ジェイミー・ノーブル、チャボ・ゲレロ、スパイク・ダッドリーらと王座を争い、クルーザー級戦線の絶対的な主役として活躍した。
両親がアルペンスキーの愛好家だった影響を受け、幼少時からスキーの大会に出場するなどの経験を積んだ。美濃加茂高等学校時代、2007年に行われた全国高等学校選抜スキー大会の大回転で2位に入った。その後、ヨーロッパ留学を目指すも怪我の影響で断念し、早稲田大学に進学。しかし、大学時代はこれといった実績を挙げられなかった。大学卒業後はOLとなり、長らく続けて来たスキーから決別した。しかし、幼少の頃からスポーツを続けて来たこともあり、OL生活に馴染めないでいたところ、電車の『ガールズケイリン選手募集』という中吊り広告を見て即座に決意。その後、大学時代に行っていたウェイトトレーニングのトレーナーのつてを辿ったところ、競輪選手の篠田宗克（65期。利根川勇（32期）の弟子）がいたことを受け、篠田に師事することになった。2012年12月20日、競輪学校第106回技能試験に合格し、2013年5月に競輪学校に入校する。同期生の中で、自身を含めた他生徒を凌ぐタイムトライアルでの実績を誇る小林優香とともに、通常の競輪競走における訓練とは別に、オリンピック種目である、チームスプリントを行うよう勧められ、同年10月に立川競輪場で行われた第68回国民体育大会のエキシビションレースに出場。そこで、400m周長の日本記録を更新する56秒333をマークした。これを受け、小林とともに日本自転車競技連盟からトラックレース短距離女子エリート強化指定選手として指定され、日本ナショナルチーム入り。その後、競輪学校の生徒としては異例の、2014年2月下旬に行われたトラックレース世界選手権出場を果たした。その後、同年3月26日に平塚競輪場で行われた卒業記念レース決勝戦で、2位の高木真備、3位の小林らを破って完全優勝。同校の在校競走成績は3位（31勝）だった。2014年5月14日、西武園競輪場で、ガールズケイリンのデビュー戦を迎え、2着の小林莉子以下に大差勝ち。2日後の16日の決勝戦では、山原さくららを破って完全優勝を果たした。その後も連勝を続け、同年7月18日の川崎競輪場で、荒牧聖未の2着に敗れるまで、9連勝を記録した。また、2014年開催のアジア自転車競技選手権大会ではチームスプリントで3位に入った。2015年9月20日、地元松戸競輪場で行われたガールズケイリンコレクション松戸ステージにて、断然人気だった小林優香を破って特別競走初優勝を果たした。同年は獲得賞金上位で年末のガールズグランプリ2015に初選出されるも失格となった。2017年3月20日、高松競輪場で行われたガールズケイリンコレクション高松ステージにて、先行した児玉碧衣をマークしゴール前で交わしコレクション2回目のタイトルを獲得。2018年5月3日、平塚競輪場で行われたガールズケイリンコレクション平塚ステージにて、ゴール前で児玉碧衣を交わしコレクション3回目のタイトルを獲得、表彰式ではシャンパンファイトとともにシャンパンのラッパ飲みをしてみせた。同年は獲得賞金上位でガールズグランプリ2018でグランプリ3年ぶりの出場を決め、優勝した児玉碧衣を追走し2着となった。2019年7月15日、別府競輪場で行われた第6回ガールズケイリンフェスティバル決勝戦にて、最終バックストレッチから3コーナーのあたりで番手捲りを仕掛け、ガールズケイリンフェスティバル初制覇。