En 2004 sacaron a la venta su primer album en directo, llamado «Live in Hyde Park», que constaba de dos CDs. Tras tanto tiempo esperando un nuevo disco de la banda, en Mayo de 2006 sale a la venta el album «Stadium Arcadium», un trabajo doble con 28 canciones. El disco fue presentado en Bilbao, en el museo Guggenheim, con un concierto para unas 500 personas. Su primer single es ‘Dani California’ y es su canción de reenganche a la escena del rock, con un videoclip transformista en el que el Anthony Kiedis, Flea, John Frusciante y Chad Smith dan vida a Elvis, los Beatles, Bowie, George Clinton y Parliament-Funkadelic, Sex Pistols, Prince, Nirvana, Iggy Pop y Poison. La canción está 14 semanas en el ’nº1 de billboard modern rock charts’ (Igualando a 'By The Way') y llega al nº 6 del Billboard Hot 100, la 2ª mejor cancion en este ranking desde el hit «Under The Bridge». El siguiente single del album fue 'Tell Me Baby', que también llego a lo más alto de los rankings internacionales. 'Snow (Hey Oh)', tercer single del album continuo siendo un exito en todos los rankings, y, gracias a los primeros tres singles del album, consigueron por primera vez que la banda consigue tres nº1 seguidos en el Billboard Modern Rock Chart. 'Desecration Smile', cuarto single del album, es lanzado internacionalmente y llega al nº 27 en el UK ranking. 'Hump De Bump', fue lanzado para Norteamérica y Australia primeramente, el 7 de Abril, siendo lanzado internacionalmente el 10 de Mayo. 'Charlie' es el siguiente single de 'Stadium Arcadium'.
La banda es una de las triunfadoras en la entrega de los grammys, ya que ganan 4 premios, como el de mejor album de rock ('Stadium Arcadium'), mejor canción de rock ('Dani California'), mejor productor (Rick Rubin) y mejor presentacion o edición limitada ('Stadium Arcadium'). Durante la gira del album los acompaña Josh Klinghoffer, que toca la guitarra, el bajo y canta en los coros. La banda hizo la gira de Nueva Zelanda y Australia con él. El 7 de Julio de 2007 actuaron en el concierto «Live Earth», en Londres, donde también se puede ver a Josh tocando con el grupo. En 2008 han participado del nuevo disco de George Clinton. Recientemente Chad Smith confirmó en una entrevista que no se han separado totalmente como algunos andaban rumoreando, sino que solo están aprovechando el tiempo para estar con sus familias y descansar de la extensa gira de 'Stadium Arcadium', y que en septiembre se reunirán nuevamente. Parece ser que luego de la salida de 'Stadium Arcadium', el exitoso disco doble que los Red Hot Chili Peppers pusieron al aire en el 2006, no les fue muy fácil volver a encontrarse con la inspiración musical. Hace algunos meses, la banda anunció que estaba atravesando un receso indefinido, sembrando dudas sobre la continuidad del grupo. Pero fanáticos, ya pueden respirar tranquilos porque la banda de Anthony Kiedis está de nuevo en carrera.