Después del éxito de “Spinning Around” y Light Years, Kylie se concentró en la grabación de su siguiente álbum, trabajando con Steve Anderson, Rob Davis, Cathy Dennis, Greg Fitzgerald, Pascal Gabriel, Julian Gallagher, Tom Nichols, Mark Picchiotti, Richard Stannard, Paul Statham y TommyD.
“Can’t Get You Out Of My Head”, que fue famosamente rechazada por Sophie Ellis-Bextor, tuvo su premiere en la gira On A Night Like This de Kylie durante el primer cuarto del 2001 y fue lanzada oficialmente el 17 de Septiembre de ese mismo año. La canción se convirtió en un éxito instantáneo, rompiendo records de radio antes de su lanzamiento comercial y entrando en el No. 1 de las listas de más de 40 países vendiendo 5 millones de copias convirtiéndose en uno de los sencillos físicos más vendidos de la historia.
La canción se ubicó en la cima de las listas en todos los países europeos (excepto Finlandia), además de convertirse en el primer No. 1 de Kylie Minogue en México en las listas del Monitor Latino, donde permaneció por cuatro semanas consecutivas y No. 7 en el Billboard Hot 100 de Estados Unidos.
Cuando Fever, el álbum, fue lanzado el 1 de Octobre del 2001 llegó al No. 1 de las listas de Australia, Alemania, Austria, Irlanda y Reino Unido, donde vendió 139,075 copias en su primera semana y entró en el top 10 de 20 países más, incluyendo México, dónde se ubicó en el No. 3 de las listas de Asociación Mexicana de Productores de Fonogramas y Videogramas (AMPROFON) y Estados Unidos, donde después de un periodo de promoción llegó al No. 3 del Billboard Top 200 Albums.
Fever desprendió tres sencillos más: “In Your Eyes” que llegó al No. 3 de las listas británicas vendiendo más de 188,000 copias y al No. 1 de diez países más, incluyendo su natal Australia y México, dónde se quedó a la cima de las listas del Monitor Latino por seis semanas consecutivas, superando a “Can’t Get You Out Of My Head”.
“Love at First Sight”, el tercer sencillo, rompió el record de reproducciones de radio en el Reino Unido con más de 3,116. El sencillo se ubicó en el top 10 de las listas de más de 20 países incluyendo España, Israel, Irlanda, Hong Kong, Polonia, Canadá, Hungría, Nueva Zelanada, Australia, México (donde llegó al No. 7 del Monitor Latino) y Reino Unido, donde debutó en el No. 2 y vendió 200,000 copias.
“Come Into My World”, el cuarto y último sencillo del álbum Fever causó furor con un video musical dirigido por el afamado director francés Michel Gondry e hizo de la canción un éxito a nivel mundial, entrando en el top 20 de las listas del Reino Unido, Australia, Hungría, Bélgica, Dinamarca, España, Canadá, Nueva Zelanda y el No. 1 en México en las listas del Monitor Latino en Noviembre del 2002.
Fever se convirtió en un éxito de ventas a nivel mundial, recolectando discos de platino en más de 15 países incluyendo México, donde la Asociación Mexicana de Productores de Fonogramas y Videogramas lo certificó por más de 150,000 copias. En el Reino Unido, el álbum llegó a los cinco discos de platino por más de 1.5 millones de copias mientras que en Australia, Fever terminó como el décimo tercer álbum más vendido de la década con más de medio millón de copias y siete discos de platino.
Durante los años 2001 y 2002, Kylie recaudó dos BRIT Awards, cinco ARIA Awards, un Grammy, dos MTV Europe Music Awards, un MTV Video Music Award, dos Capital FM Awards, un British TV Award, un Dutch Edison Ward, un Golden Otto Award en los Bravo Awards, un Bambi Award, tres Ivor Novello Awards, dos Italian Dance Awards, un NRJ Music Award, un Top of the Pops Award, un London DanceStar Awards, un Silver Clef Nordhoff Robbins, un NME Award, dos UK Creative and Design Awards y fue nombrada mujer del año por las revistas Elle y GQ.
Kylie se embarcó en lo que entonces sería su gira más extensa y más exitosa, KylieFever2002, la gira consistiría de 37 shows en Europa y 11 en Australia. La gira fue transmitida en vivo por MSN UK en Mayo del 2002 y fue vista por millones de fans alrededor del mundo.