Pierwszym z nich był „Starstrukk” amerykańskiego zespołu 3OH!3, a drugim „If We Ever Meet Again” Timbalanda. Oba wydawnictwa zajęły 3. miejsce na liście UK Singles Chart. W tym samym roku został wydany koncertowy album MTV Unplugged.
W 2010 wokalistka wydała trzeci album studyjny, Teenage Dream, który zajął pierwsze miejsce między innymi na listach Billboard 200 czy UK Albums Chart. Ponadto uzyskał status potrójnej platynowej płyty w Australii oraz podwójnej platynowej płyty w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Kanadzie. Pierwszy singel pochodzący z albumu, „California Gurls”, zajął pierwsze miejsce na listach przebojów w Stanach Zjednoczonych, Australii, Kanadzie, Irlandii, Nowej Zelandii i WIelkiej Brytanii. Kolejne single – „Teenage Dream”, „Firework”, „E.T”, „Last Friday Night (T.G.I.F.)” oraz „The One That Got Away” – uplasowały się w pierwszej dziesiątce na listach przebojów w tych krajach. Następnymi sukcesami okazały się utwory pochodzące z reedycji albumu, czyli „Part of Me” oraz „Wide Awake”, które dotarły do czołówki w Stanach Zjednoczonych i najwyższych pozycji w wielu innych państwach.
28 sierpnia 2020 roku wydała swój szósty album studyjny pt. Smile. Promowały go trzy single: „Daisies”, „Not the End of the World” oraz tytułowy „Smile”.