При работе над материалом Garbage ещё больше экспериментировали со звуком, стараясь отойти от традиционного рок-звучания. Музыканты использовали большое количество клавишных инструментов и различных средств обработки звука. По словам участников группы, они стремились сделать звучание нового альбома как можно более насыщенным. Во время записи пластинки к Garbage присоединился концертный член группы Daniel Shulman, исполнивший бас-партии в композициях «Androgyny» и «Nobody Loves You», и Matt Chamberlain, который сыграл на барабанах в Can’t Cry These Tears и Cup of Coffee. В мае 2001 года запись альбома была окончена и группа переехала в Нью-Йорк, где прошёл процесс микширования пластинки. Название альбома выбиралось при участии фанатов, среди которых на официальном сайте группы был объявлен конкурс на лучший вариант.

Релиз третьего студийного альбома Beautiful Garbage состоялся 1 октября 2001 года. Вышедший через три недели после терактов 11 сентября в Нью-Йорке, альбом также как предшествовавший ему сингл «Androgyny», сильно пострадал из-за отсутстивия рекламной кампании. Диск дебютировал на 13-й строчке Billboard 200, на 2-й строчке European Top 100 Albums и на 1-й строчке Top Electronic Albums, оставаясь в чарте в течение семи недель. Также Beautiful Garbage возглавил чарт Австралии.

В музыкальном отношении Beautiful Garbage был задуман, как едкая сатира на культ гламура и современную поп-культуру. Основным отличием альбома, от всего творчества группы, стала нацеленность на широкую аудиторию. Композиции Beautiful Garbage выстроены, на доведённых до пародии, штампах танцевальной и поп-музыки, а также отличаются ещё более экспериментальным звучанием. На пластинке присутствуют элементы хип-хопа («Shut Your Mouth»), R&B и фанка («Androgyny»), рок-н-ролла («Til the Day I Die»), синтипопа («Cherry Lips») и других музыкальных стилей. Кроме того, в песне «Cherry Lips» вокал Ширли Мэнсон был полностью искажён. По поводу этой композиции певица сказала, что «„Cherry Lips“ пожалуй, самая праздничная песня, которую мы когда-либо писали». Помимо разнообразия музыкальных стилей, Beautiful Garbage выделяется простыми и запоминающимися мелодиями и более открытой лирикой. По поводу меланхоличных текстов песен Ширли Мэнсон заявила:

Прежде чем мы отправились в студию, мы гастролировали в течение двух лет. Мы были полностью изолированы и отдалены от наших реальных жизней. Поэтому при написании текстов я чувствовала, что мне необходимо пересмотреть в своих «отношениях».«Before we went into the studio, we'd been on the road for two years. We were very isolated and removed from our real lives. So when writing the lyrics I felt an overwhelming sense that I needed to reinvest in my „relations“».

Однако не все композиции Beautiful Garbage отражают внутренние переживания Мэнсон. Так, например, песни «Androgyny», «Cherry Lips» и «Shut Your Mouth» имеют иронический и пародийный характер.

Альбом был весьма холодно встречен фантами группы (даже несмотря на радикальное изменение имиджа Ширли Мэнсон) и получил довольно противоречивые отзывы от музыкальных критиков. Тем не менее Beautiful Garbage стал трижды платиновым в Австралии и золотым в Великобритании и Канаде. В конце 2001 года диск был включён в список «10 лучших альбомов года» журанла Rolling Stone.

В октябре 2001 Garbage отправились в концертный тур Beautiful Garbage World Tour, который охватывал Северную и Центральную Америку, Европу, Японию, Австралию и Новую Зеландию. Группа выступила на разогреве у U2, Red Hot Chili Peppers, No Doubt и на нескольких рок-фестивалях и радио-шоу по всему миру. Во время гастролей возникли проблемы со здоровьем у некоторых членов группы. Ширли Мэнсон стала терять голос и поэтому пришлось отменить ряд концертов в Северной Америке. Вскоре у Бутча Вига выявили гепатит А и паралич Белла, вследствие чего на нескольких концертах Виг был заменён Matt Chamberlain и Matt Walker (drummer).