2016年8月，小米发布了红米Note4。红米Note4依旧是三段式金属机身，屏幕尺寸5。5英寸，分辨率1920x1080，处理器搭载联发科Helio X20十核处理器，电池容量4100毫安时，运行基于安卓6.0的MIUI 8操作系统。同时支持背部指纹识别。

Helio X20本来是联发科冲击高端的旗舰之作，但因为调度过于拉跨导致出现了“一核有难，九核点赞”的尴尬局面。所以最终还是靠着红米Note3的超低价和超高性价比才得以清仓，联发科最终落得个含泪数钱的下场。而红米Note4则凭借着不错的配置和极高的性价比获得了不错的销售成绩。

2017年2月，小米发布了红米Note4的升级版：红米Note 4X。Note 4X的配置与红米Note4基本相同，增加了更丰富的机身颜色。并且除联发科版本外，增加了高通骁龙625处理器版本作为高配版。最著名的一款莫过于与初音未来的联名款。

2018年3月，小米发布了红米Note5。红米Note5采用三段式金属机身设计，正面升级为5.99英寸18：9全面屏，分辨率为1080P，搭载高通骁龙636处理器，电池容量4000毫安时，运行内存为3G/4G/6G，支持指纹识别。另外，后置摄像头首次升级为双摄配置，一颗1200万像素主摄和一个500万像素景深镜头。