No início de julho de 2009, o guitarrista Ryan Ross e o baixista Jon Walker resolveram deixar a banda. A razão é uma suposta discordância musical com os outros integrantes.

No dia 10 de julho de 2009, a banda volta a assinar o ponto de exclamação no seu nome. Isso deve-se ao fato de, no mesmo dia, o baterista da banda, Spencer Smith, ter postado no site oficial a demo de uma nova música, chamada Oh Glory, e assinado "Spencer of Panic! At The Disco".

No dia 30 de julho de 2009, Spencer confirma, em entrevista a MTV que Ian Crawforde e Dallon Weekes substituirão, respectivamente, Ryan e Jon na turnê com o Blink-182 que começa em breve. No final de 2009 foi lançada a música "New Perspective", presente na trilha sonora do filme Garota Infernal.

Logo depois da turnê, a banda confirma Dallon Weekes como baixista oficial.

O terceiro álbum de estúdio da banda, e primeiro após a saída de Ryan Ross e Jon Walker, foi chamado Vices & Virtues e lançado em 22 de março de 2011, com produção de Butch Walker e John Feldmann. Seu primeiro single, "The Ballad of Mona Lisa", foi lançado em 1 de fevereiro do mesmo ano. Um trecho de 30 segundos da canção foi liberado em 17 de janeiro de 2011.No dia 02 de março de 2011, o segundo single,Ready to Go foi lançado.