Zijn androgyne verschijning werd verder doorgevoerd op zijn volgende album The rise and fall of Ziggy stardust and the spiders from Mars (1972). Het album verhaalt over de carrière van de buitenaardse rockzanger “Ziggy Stardust”. David Bowie was in deze periode een van de pioniers en bekendste iconen van de glamrocks. Bowie voerde het personage Ziggy Stardust tot in het extreme door. Hij toerde en gaf persconferenties als Ziggy. Hier kwam een plotseling einde aan toen Bowie de Ziggy-periode abrupt dramatisch beëindigde door aan het eind van het liveconcert in het Londense Hammersmith Odeon op 3 juli 1973, te zeggen: “ This is not only the last show of the tour, but it’s the last that we’ll ever do” , waarna het laatste nummer Rock ’n Roll suicide werd ingezet. De muzikale zelfmoord van Ziggy werd daarmee gesymboliseerd.

Het volgende album uit 1973 was een jaren zestig cover-album waarop Bowie nummers coverde die hij vroeger als kind zelf erg goed vond. Het ambitieuze en futuristische volgende album Diamond Dogs (1974) zette een nieuwe stijl in: aan de ene kant rock, maar een koerswijziging in de richting van het soulgeluid van Young Americans werd al hoorbaar en was duidelijk aanwezig in de grote live Diamond Dogs Tour in de Verenigde Staten. De choreografie van de tournee werd verzorgd door Toni Basil en stond bol van de theatrale special effects.

In 1975 veranderde Bowie zijn imago drastisch, zowel artistiek als qua uiterlijk. Hij was te zien in zijn eerste commerciële film The man who fel lto earth als alien die van zijn planeet naar de Aarde was gereisd om zijn planeet te redden, maar hier in de problemen kwam. Hierna produceerde hij de dansbare soulplaat Young Americans. Dit was een groot verschil met zijn voorgaande werk. Hij verloor hiermee veel fans maar trok ook veel nieuwe fans naar zich toe. Het nummer Fame op dit album, een duet met John Lennon, was zijn eerste Amerikaanse nummer één hit.

Ondertussen had Bowie zich gevestigd in Los Angeles en gebruikte hij veel drugs. Op het album Station to Station(1976) introduceerde hij een gladde, koude, typisch Britse aristocraat. Het album kenmerkte zich door een kil new wave geluid vermengd met enkele funk- en disco invloeden. Sommigen horen ook de invloed van Bowies zwaar toegenomen drugsgebruik en anderen zien toespelingen op occulte zaken. Hierna verhuisde Bowie naar Berlijn (1976-1978).

De Berlijnse periode is artistiek gezien een zeer interessante periode in de carriere van David Bowie. Alle drie de Berlijnse albums werden invloedrijk: Low (1977) (hoewel niet opgenomen in Berlijn, maar in Frankrijk), Heroes (1977) en Lodger (1979). Alle drie de albums waren doorspekt met gewaagde artistieke experimenten en instrumentale nummers, en alle drie zijn in eerste instantie moeilijker toegankelijk dan Bowies eerdere werk. Toch verkochten Low en Heroes onverwacht goed. Van Low kwam zelfs de tot dan grootste Nederlandse hit, namelijk Sound and Vision (nummer twee in de hitparade). Het titelnummer van Heroes werd wereldwijd zelfs een grotere hit (nummer acht in de Nederlandse hitparade) en is tot op heden een van Bowies bekendste singles gebleven.

In 1980 kwam er een eind aan de Berlijnse jaren van Bowie. Met Scary Monsters (and Super Creeps) keek hij terug op zijn eigen carrière en met de single Ashes to Ashes had hij weer een grote hit. Het album was zowel muzikaal als tekstueel veel directer dan de voorgaande albums. Mogelijk was dit een gevolg van de drastische veranderingen die Bowie in de periode voorafgaand aan het album had ondergaan. Hij scheidde van Angela Bowie en onderging een ontwenningskuur voor zijn drugsgebruik. Veel mensen zagen dit album als zijn voorlopig laatste, omdat het ernaar uitzag dat Bowie zich ging richten op zijn film- en theatercarrière. In 1981 had hij samen met Queen nog wel een nummer 1-hit met de klassieker Under Pressure. In 1982 werkte hij samen met discoproducer Giorgio Moroder voor de soundtrack van de film Cat People en verscheen zijn eind jaren zeventig opgenomen duet Peace on Earth/Little Drummer Boy met Bing Crosby op (kerst)single.

Het duurde tot 1983 voor David Bowie een nieuw album uitbracht. Het toegankelijke album Let's Dance en de bijbehorende hitsingles Modern Love, China Girl en het titelnummer werden enorme commerciële successen die Bowie tot superster maakten. Het album werd geproduceerd door Nile Rodgers (Chic) en alle singles werden voorzien van videoclips die op de in deze jaren nieuwe zender MTV vaak te zien waren. Samen met de Serious Moonlight Tour trok hij overal ter wereld volle stadions. In 1983 speelde Bowie ook in de films The Hunger en Furyo (beter bekend als Merry Christmas, Mr. Lawrence).

De opvolger Tonight (1984) werd door sommige critici gezien als een luie poging om het succes van Let's Dance te evenaren. Het succes van Let's Dance evenaren lukte echter maar gedeeltelijk, door middel van het van Iggy Pop terug geleende Tonight, een duet met Tina Turner, en de hit Blue Jean. Dit laatste nummer ging vergezeld van een twintig minuten durend filmpje waaruit Bowies jarenlange belangstelling voor de combinatie drama en muziek bleek. Het album bevat weinig nieuwe liedjes: meer dan de helft van het album bestaat uit covers van Iggy Pop-nummers of eerder door Iggy Pop uitgebracht repertoire.

Het jaar daarop had Bowie toch weer een nummer 1-hit met This Is Not America, met de Pat Metheny Group. Dit nummer kwam uit de film The Falcon and the Snowman. Later dat jaar had hij weer een nummer 1-hit. Deze keer vertolkte hij samen met Mick Jagger de Martha Reeves & the Vandellas-hit, Dancing in the Street, opgenomen in het kader van Live Aid. Hierna speelde hij een hoofdrol in de film Labyrinth (1986), waarvan het nummer Underground in Nederland de top 10 haalde. In 1986 speelde hij een rol in de film Absolute Beginners, en de door hem geschreven titelsong werd een hit.

In 1987 kwam het volgende album van Bowie uit, Never Let Me Down. De plaat werd door critici, maar ook fans, genadeloos de grond in geboord. Desalniettemin werd de single Day-In Day-Out een hitje en was de begeleidende Glass Spider Tour commercieel een groter succes dan het album. Artistiek sloeg deze tournee de plank mis, iets wat door Bowie later volmondig erkend werd. Hij nam in een interview afstand van het album, maar veranderde zijn mening toen bleek dat het album in de Verenigde Staten wél een commercieel succes werd. Het opvallende is dat het in dezelfde periode opgenomen en door Bowie geproduceerde Iggy Pop-album Blah Blah Blah wel van grote creatieve kwaliteit is. Dit album wordt vanwege de invloed van Bowie (nummers als Isolation, Hideaway en Shades) door veel Bowie-fans beter gewaardeerd dan Bowies eigen producten in die tijd. Vervolgens werd het even stil rond Bowie als soloartiest. In 1988 had hij nog één hit met een live-versie van het nummer Tonight, in duet met Tina Turner.

Na de artistieke flop Never Let Me Down en zijn ervaringen in de band Tin Machine besloot Bowie dat het weer tijd was voor verandering. In 1990 werden al zijn klassieke albums op cd uitgebracht door Ryko/EMI, waardoor Bowie de kans schoon zag zijn grote hits ten grave te dragen. Moe van het oeverloos herhalen van zijn grootste successen, wilde hij deze tijdens de Sound+Vision Tour voor de laatste keer live ten gehore brengen.

In 1992 trouwde Bowie met voormalig fotomodel Iman Abdulmajid. Speciaal voor de huwelijksceremonie schreef Bowie een aantal instrumentale nummers, die in 1993 op het album Black Tie White Noise verschenen. Het album was wederom geproduceerd door Nile Rodgers, en bevatte een aantal sterke tracks. Mede doordat het label waarop het album in de Verenigde Staten werd uitgebracht (Savage) failliet ging, was er maar een beperkte promotie, en het album werd al snel weer vergeten.

In 2003 kreeg het album opnieuw aandacht doordat er een speciale, uitgebreide editie van verscheen, bestaande uit de oude cd, een cd met speciale versies van nummers, en een dvd met daarin videoclips van de nummers en een aantal clips die speciaal waren opgenomen voor vertoning op het huwelijksfeest van Bowie en Iman. In 1993 schreef Bowie de soundtrack voor de BBC-miniserie The Buddha of Suburbia, naar het boek van Hanif Kureishi, maar ook dit album werd nauwelijks opgemerkt.

In 1995 kwam Bowie terug met 1. Outside, waarbij hij opnieuw samenwerkte met Brian Eno. Het album werd omschreven als een vreemd, conceptueel en moeilijk toegankelijk album. Het staat vol met gelezen fragmenten over moord, marteling en andere gruweldaden en daartussen staan de nummers. Het in 1997 verschenen album Earthling haakte aan bij de toen hippe junglemuziek . Dit album werd eveneens gevolgd door een tournee, waarin ook nummers uit de Berlijntijd (zoals V-2 Schneider van "Heroes") van een modern jasje werden voorzien.

De albums 'hours... (1999), Heathen (2002) en Reality (2003) lieten een terugkeer zien naar de singer-songwriterperiode van Hunky Dory. Deze drie albums werden door velen gezien als een trilogie.

Bowie begon in september 2003 aan een ambitieus opgezette tournee van meer dan honderd concerten in anderhalf jaar. Deze werd in 2004 echter voortijdig afgebroken vanwege gezondheidsproblemen, naar later bleek een lichte hartaanval. Van de A Reality Tour verscheen in 2004 een dvd (A Reality Tour) met daarop het concert in Dublin. Sindsdien is het rustig rond David Bowie. Hij trad nog op tijdens de Fashion Rocks, waar hij Life on Mars? en Five Years en het nummer Wake Up ten gehore bracht, samen met de band Arcade Fire. Op 8 februari 2006 kreeg hij een Grammy Award uitgereikt voor zijn gehele oeuvre.

Tussen 2004 en 2013 leek Bowie zich vooral bezig te houden met zijn gezin en bemoeide hij zich muzikaal vooral met het opnieuw uitbrengen van ouder materiaal of het meewerken aan opnamen van andere artiesten. Bowie was als vader ook aanwezig bij de première van de sf-film Moon, de eerste speelfilm die zijn zoon Duncan Jones regisseerde. Verder was Bowie een van de Amerikaanse insprekers van de film Arthur and the Invisibles en sprak hij een personage in voor SpongeBob SquarePants.

Op 8 maart 2013 kwam het album The Next Day uit. De eerste single uit dat album, Where Are We Now?, kwam onaangekondigd uit in de vroege ochtend van 8 januari 2013, Bowies 66e verjaardag. Het werd aangekondigd via een Twitterbericht dat insloeg als een bom. Wereldwijd brachten media het nieuws van de 'terugkeer' van David Bowie. Zelfs het NOS Journaal besteedde er op televisie ruime aandacht aan. Het nummer Where Are We Now? was direct te downloaden en werd zo vaak via internet verkocht dat het nummer nog dezelfde middag in meer dan 20 landen op de eerste plaats van de iTunes hitlijsten stond. De nieuwe single en de aankondiging van het nieuwe album dat twee maanden later zou komen, zorgde wereldwijd voor een enorme hausse aan berichten en artikelen op websites, in kranten en tijdschriften en veel aandacht op radio en televisie. Bowie was na jarenlange stilte weer helemaal 'terug'.

Sinds 2013 trekt de internationale tentoonstelling 'David Bowie Is' de wereld rond met meer dan 300 objecten, waaronder kostuums, handgeschreven songteksten, kunstwerken en meer. De verzameling van de voorbije 50 jaar toont hoe David Bowie werd beïnvloed door kunst, theater, mode en muziek. De multi-mediale expositie is samengesteld door het Victoria and Albert Museum in Londen en laat Bowies carrière van begin tot eind zien, in honderden grote en kleine objecten. Bezoekers horen op hun koptelefoon commentaar bij de dingen die ze bekijken. Eind 2015 strijkt de tentoonstelling neer in het Groninger Museum en wordt een enorm succes. Tijdens deze tentoonstelling wordt op 10 januari plotseling bekend dat David Bowie is overleden. Dat zorgt nog eens voor een forse toename van de belangstelling. Op 10 januari zoekt een groot aantal aangeslagen Bowiefans troost in het museum en ook in de weken erna is de belangstelling enorm. Niet alleen Nederlanders bezoeken de tentoonstelling, maar er zijn ook veel bezoekers uit het buitenland. In totaal heeft David Bowie Is in Groningen 200.700 bezoekers getrokken. De tentoonstelling trok alleen in Londen een groter publiek, maar in wereldsteden als Berlijn, Parijs, Melbourne, Toronto, Sao Paulo en Chicago werden zulke bezoekersaantallen niet gehaald.

De video voor de single Blackstar – een bijna tien minuten durend nummer dat werd geschreven als titelmuziek voor de tv-serie The Last Panthers – verscheen wereldwijd op 19 november 2015. Op 7 december 2015 ging in New York de musical Lazarus in première, die werd geregisseerd door de Belgische regisseur Ivo van Hove. Voor deze musical werd bestaande muziek van David Bowie gebruikt, maar hij heeft speciaal voor deze productie ook vier nieuwe nummers geschreven, die in oktober 2016 zijn uitgebracht op het castalbum van Lazarus. Op dit album staat een groot aantal Bowie-liedjes, uitgevoerd door de cast van de musical met zanger Michael C. Hall. Op een aparte cd/lp staan de vier composities die Bowie speciaal voor de musical Lazarus heeft geschreven en opgenomen: No Plan, Killing a Little Time, When I Met You en de originele versie van het nummer Lazarus.

Op 8 januari 2016 (zijn verjaardag) bracht Bowie zijn laatste studioalbum uit, getiteld Blackstar. De musici met wie Bowie jarenlang had samengewerkt, werden vervangen door jazzmusici.

Op 10 januari 2016 overleed Bowie in New York, twee dagen na zijn negenenzestigste verjaardag en na het uitkomen van zijn album Blackstar. Zijn dood was voor de media, fans, collega's en zelfs zijn meeste vrienden onverwacht. In de nacht van zijn overlijden twitterde Bowies vrouw Iman de tekst "The struggle is real, but so is God", wat wijst op een doodsstrijd. Het bericht van Bowies dood wordt – eveneens via Twitter – bekendgemaakt door Bowies zoon Duncan Jones die laat weten dat hij "helaas" moet bevestigen dat zijn vader is overleden.

In de zomer van 2014 was al ontdekt dat Bowie leed aan leverkanker, maar Bowie heeft zijn ziekte volledig buiten de publiciteit gehouden. Alleen de mensen waar mee hij direct werkte wisten ervan. Voor de meeste muziekcritici werd pas na het overlijden van Bowie duidelijk dat op het album Blackstar een groot aantal concrete verwijzingen naar zijn aanstaande overlijden was verwerkt in de tekst van de nummers, de vormgeving van de albumhoes en de videoclips. Vooral de clip bij het nummer Lazarus kan bij nader inzien als een soort zwanenzang worden beschouwd.