Musim berikutnya, Mir meraih pole position pertamanya di GP Australia. Pada musim yang hebat tersebut, dia menyelesaikan kejuaraan di posisi kelima dengan satu kemenangan, 3 podium, 1 pole position, 2 lap tercepat, dan mencatatkan 144 poin.
Pada musim ketiga di Moto3 yakni pada tahun 2017, Mir berhasil mendominasi seluruh kejuaraan dengan mencatatkan 10 kemenangan, 13 podium, 1 pole position, tiga lap tercepat, dan perolehan poin sebesar 341. Capaian tersebut mengantarkan Mir menjadi juara Moto3 2017.
Setelah kegemilangan Moto3 2017, Joan Mir naik ke kelas Moto2 pada tahun 2018. Pembalap berusia 25 tahun itu bergabung dengan tim EG 0,0 Marc VDS dengan mengendarai Kalex.
Namun, Mir hanya mengikuti kejuaraan satu musim saja. Performanya di musim ini dianggap belum mencapai performa terbaiknya. Hal itu lantaran dia gagal meraih kemenangan. Tampil dalam 18 balapan, Mir berhasil membukukan empat podium, satu lap tercepat, koleksi 155 poin, dan finis keenam pada klasemen akhir.
Mir kemudian naik ke kelas MotoGP untuk membela Suzuki Ecstar dengan dua tahun mulai musim 2019. Musim pertamanya bersama Suzuki terbilang agak mengecewakan. Hal itu karena dia hanya mampu finis ke-12 klasemen akhir dan dengan mencetak 92 poin saja.