12 kwietnia 2010 roku, Hyori wydała swój czwarty album H-Logic. Album H-Logic składał się z czternastu piosenek. Hyori współpracowała na nim z Daesung z Big Bang, Jeon Ji-yoon z 4minute, Bekah z After School, Gary z Leessang, Sangchu z Mighty Mouth i E-Tribe. Album został skomponowany przez firmę Bahnus. Jednak nie był zgodny z oczekiwaniami, a zamiast tego miał problemy z plagiatem. Hyori przyznała, że oskarżenia o plagiat przeciwko niej były prawdziwe. 21 czerwca 2010 roku stwierdziła także, że została "oszukana" i tymczasowo wstrzymała wszystkie czynności związane ze śpiewem, a także zawiesiła swoje występy w telewizji.
Od 26 lutego 2012 roku, Hyori i piosenkarz, autor tekstów, pianista Jung Jae-hyung prowadzili wspólnie program muzyczny "Jung Jae-hyung & Lee Hyori's You and I" na SBS. Po dziesięciu miesiącach z powodu niskich ocen 14 października 2012 r., został wyemitowany ostatni odcinek programu.
Piąty album studyjny Hyori, Monochrome, ukazał się 21 maja 2013 r. I był to jej ostatni album z B2M Entertainment. We wrześniu 2013 roku Hyori poślubiła gitarzystę rockowego zespołu "Roller Coaster", Lee Sang-soona.