En dobles, junto con Arantxa Parra Santonja llegó a la segunda ronda del torneo, en la que perdieron ante Raquel Kops-Jones y Abigail Spears.
Muguruza se recuperó de su primera derrota en primera ronda en el Abierto de Monterrey 2014 al alcanzar las semifinales del 2014 Gran Premio SAR La Princesse Lalla Meryem, donde perdió en dos sets ante la futura ganadora del título, su compatriota María Teresa Torró Flor.
En el 2014 Mutua Madrid Open, en su propio país, Muguruza perdió en segunda ronda ante la excampeona del US Open, Samantha Stosur, pero llegó a la final de dobles junto a Carla Suárez, donde perdieron en dos sets ante las segundas cabezas de serie, las italianas Sara Errani y Roberta Vinci.
Como resultado de sus buenas actuaciones en el torneo, Muguruza logró ascender considerablemente en ambas clasificaciones, situándose la n.º 27 en individuales y la n.º 36 del mundo en dobles.
En el Masters de Cincinnati, Muguruza perdió en primera ronda ante la promesa Annika Beck, pero alcanzó los cuartos de final en dobles, donde ella y Carla Suárez perdieron frente a Kimiko Date-Krumm y Andrea Hlavackova en dos sets.
Sin embargo, fue derrotada sorprendentemente en primera ronda ante Mirjana Lucic-Baroni, procedente de la fase previa, en dos sets.
En marzo, Muguruza perdió ante Pliskova en la tercera ronda del BNP Paribas Open después de una victoria redonda (doble 6-0) sobre la wild card (comodín) estadounidense Irina Falconi.
Tras ganar en primera ronda a la rusa Daria Kasatkina, también un comodín, cayó en la segunda ante la francesa Kristina Mladenovic en dos tie-breaks.
Ya en cuartos de final vencieron a la pareja formada por la española Lara Arruabarrena y la rumana Irina-Camelia Begu por un doble 6-2.
Se convirtió en la primera española en ganar en París tras 18 años, desde que lo hiciese Arantxa Sánchez Vicario.
En el Abierto de los Estados Unidos, la española cae en segunda ronda frente a Anastasija Sevastova por 5-7, 4-6.
En su último partido en Brisbane, en semifinales, se retiró en el primer set ante Alizé Cornet a causa de una lesión.
En el Abierto de Australia, Garbiñe superó a Marina Erakovic, Samantha Crawford, Anastasija Sevastova y Sorana Cîrstea en el camino que le condujo por vez primera a los cuartos de final del torneo australiano, fue entonces cuando perdió por dos sets ante Coco Vandeweghe.
En cuarta ronda se vio las caras ante la subcampeona de la edición pasada, Angelique Kerber jugadora a la que Muguruza derrotó en tres sets.
Se convirtió en la primera española en ganar en Londres tras 23 años, desde que lo hiciese su entrenadora en este campeonato, Conchita Martínez.
En el Abierto de Estados Unidos 2017, pese a perder en cuarta ronda con Petra Kvitova por 7-6 y 6-4, logra acumular 6.030 puntos asegurándose el primer puesto del ranking WTA, al que accede el lunes 11 de septiembre simultáneamente junto a Rafael Nadal en el ranking ATP.
Un hito histórico para el deporte español que solo tenistas de Estados Unidos y Alemania lo han conseguido antes.
Empieza la temporada retirándose del Torneo de Brisbane cuando iba ganando el tercer set ante Aleksandra Krunić 7-5, 6-7, 2-1.
En el Abierto de Australia cae en segunda ronda 6-7, 4-6 ante Su-Wei Hsieh tras ganar la primera a Jessika Ponchet.
En las rondas anteriores venció ante Yingying Duan, Sorana Cîrstea, Caroline Garcia y Simona Halep que se retiró por lesión antes de disputar la semifinal.
En el Masters de Indian Wells cae en primer ronda frente a la local Sachia Vickery.
Garbiñe gana el Abierto de Monterrey venciendo en la final a Tímea Babos 3-6, 6-4, 3-6 consiguiendo así su segundo título WTA 250.
En las rondas previas gana a Renata Zarazúa, Alison Riske, Ajla Tomljanović y Ana Bogdan.
Es semifinalista del Abierto de Hong Kong tras ganar en las primeras rondas a Sara Sorribes, Ana Bogdan y Luksika Kumkhum.
Se enfrenta en las primeras rondas a Elena-Gabriela Ruse, Margarita Gasparián, Kristina Mladenovic y Magdaléna Rybáriková.
En la final vence la bielorrusa Victoria Azárenka tras retirarse esta lesionada cuando el marcador estaba 1-6, 1-3 a favor de la española.
Alcanza la tercera ronda de Rolan Garros, ganando las dos primeras ante Tamara Zidanšek 5-7, 6-4, 6-8 y Kristýna Plíšková 3-6, 2-6.
También hace final en el Torneo de Dubái venciendo en las primeras rondas a Irina-Camelia Begu, Amanda Anisimova, Iga Świątek, Aryna Sabalenka y Elise Mertens.
En el Masters de Indian Wells pierde su primer partido frente a la australiana Ajla Tomljanović.
En el Masters de Canadá gana su primer partido 4-6, 4-6 frente a Kaia Kanepi y pierde el siguiente 6-1, 6-3 contra Belinda Bencic.