Od porażki z Santosem wygrywał dwukrotnie – z Markiem Huntem (10 maja 2015) oraz byłym mistrzem UFC Andrejem Arłouskim (2 stycznia 2016). lewo|mały|Miocic na meczu baseballowym w Cleveland w 2016 roku. 14 maja 2016 na gali UFC 198 w Kurytybie zmierzył się o mistrzostwo wagi ciężkiej z mistrzem Fabricio Werdumem. Miocic zwyciężył w tym pojedynku, nokautując już w 1. rundzie (2:47) Brazylijczyka i odbierając mu tytuł.
10 września 2016 na UFC 203 przystąpił do pierwszej obrony pasa wagi ciężkiej, mierząc się z Alistairem Overeemem. Miocic znokautował rywala ciosami w pierwszej rundzie.
13 maja 2017 podczas UFC 211 znokautował w rewanżu Juniora dos Santosa tym samym broniąc drugi raz mistrzostwo wagi ciężkiej.
20 stycznia 2018 na gali UFC 220 trzeci raz obronił tytuł wagi ciężkiej, wypunktowując Kameruńczyka Francisa Ngannou na przestrzeni pięciu rund (50-44, 50-44, 50-44). Ponadto trzecia obrona była jak dotąd rekordową, gdyż wcześniej żadnemu zawodnikowi nie udało się obronić tytułu UFC wagi ciężkiej więcej niż dwa razy.
7 lipca 2018 na UFC 226 przegrał z mistrzem wagi półciężkiej Danielem Cormierem przez KO w pierwszej rundzie, tracąc tym samym na jego rzecz pas wagi ciężkiej.