26 listopada 2002 wydała trzeci album studyjny pt. This Is Me... Then, który zajął pierwsze miejsce na liście Billboard 200. Płyta promowana była przez cztery single: „Jenny from the Block” z udziałem Jadakissa i Styles P (2. miejsce na „Billboard Hot 100”), „All I Have” z LL Cool J’em (wielotygodniowy numer jeden), „I’m Glad” i „Baby I Love U!”. Album zawierał także cover piosenki Carly Simon „You Belong to Me” z 1978. W 2003 odmówiła Lopez występu z Madonną na 20. gali rozdania MTV Video Music Awards, a zamiast niej u boku artystki zaśpiewały Britney Spears i Christina Aguilera.
W 2004 ponownie zaśpiewała w duecie z Markiem Anthonym, tym razem w piosence „Escapémonos”. Po roku przerwy powróciła na scenę z albumem pt. Rebirth, który zadebiutował na drugim miejscu w notowaniu Billboard 200. Płyta zawierała singiel "Get Right", który dotarł do pierwszej „piętnastki” w USA i stał się drugim platynowym przebojem Lopez po „If You Had My Love”. Piosenka była też numerem jeden na listach przebojów w Wielkiej Brytanii. Kolejny singiel „Hold You Down” w duecie z Fat Joe, nie osiągnął sukcesu komercyjnego. W 2005 album Rebirth otrzymał certyfikat platynowy od RIAA.