La épica ópera rock The Wall vio la luz en 1979. Compuesta casi en su totalidad por Waters, trata los temas de la soledad y la falta de comunicación, expresados por medio de la metáfora de un muro, construido entre el músico y el público. Waters ideó este formato cuando escupió a un fan que no había dejado de increpar al grupo en un concierto en Montreal, Canadá. The Wall consiguió que Pink Floyd volviese a lo más alto de las listas de éxitos con el sencillo «Another Brick in the Wall, Part II» (las 340.000 copias distribuidas en el Reino Unido fueron vendidas en solo cinco días) extrayendo también otros éxitos como «Comfortably Numb» o «Run Like Hell», que se convirtieron en clásicos de la banda y de las emisoras de radio a pesar de no ser nunca publicados como sencillos.
El álbum fue producido por Bob Ezrin, un amigo de Waters que compartió los créditos de composición en el tema «The Trial» (aunque posteriormente rompería su relación al revelar Ezrin a la prensa el espectáculo de los conciertos). Waters impuso sus dotes artísticas y su liderazgo sobre la banda, usando la precaria situación económica de la banda a su favor, lo que enseguida desembocó en numerosos conflictos entre los integrantes. La influencia de Wright fue minimizada, y fue despedido durante la grabación por Waters, aunque acabó retornando para los conciertos en directo con un salario determinado. Curiosamente, esta situación fue lo que hizo que Wright se convirtiese en el único músico que ganó algo de dinero con los conciertos de The Wall. La ópera solo fue interpretada en unas pocas ocasiones debido a las complicaciones logísticas (puesto que en estas actuaciones se construía un muro en los descansos de cada actuación), aunque sería interpretada por Waters una vez más después de la caída del muro de Berlín.
Aunque nunca llegó al número uno en el Reino Unido (solo alcanzó el tercer lugar), The Wall permaneció quince semanas en el número uno de las listas estadounidenses. Fue alabado por la crítica, y consiguió 23 discos de platino, vendiendo 11,5 millones de copias en los EE. UU.
Como secuela se publicó en 1982 la película Pink Floyd – The Wall, cuya banda sonora está formada por la mayoría del contenido de The Wall. La película, escrita por Waters y dirigida por Alan Parker, tiene como actor protagonista al fundador de The Boomtown Rats, Bob Geldof, quien regrabó muchas de las partes vocales originales del álbum. La animación de la misma corrió a cargo de Gerald Scarfe. La canción «When the Tigers Broke Free», que apareció por primera vez en esta película, fue publicada como un sencillo en edición limitada, aunque se popularizó cuando fue incluida en el recopilatorio Echoes: The Best of Pink Floyd y en la reedición de The Final Cut. Otra canción original de la película es «What Shall We Do Now?», que fue eliminada del álbum original debido a las limitaciones de tiempo de los discos de vinilo. Las únicas canciones de The Wall que no fueron empleadas fueron «Hey You» y «The Show Must Go On».
The Final Cut, un álbum dedicado a la memoria del padre de Waters, Eric Fletcher Waters, muerto en combate en la Segunda Guerra Mundial, salió al mercado en 1983. Es el único álbum de la banda en el que no apareció Richard Wright, y el único que fue compuesto en su totalidad por uno de los integrantes de la banda, en este caso Waters (tanto fue así que le ofrecieron publicarlo como un disco en solitario, algo que fue rechazado por el resto de integrantes y por EMI). Fue también él mismo quien grabó casi todas las partes vocales, excepto una canción en la que está acompañado por Gilmour. La temática del trabajo siguió la línea de los anteriores, aunque de un modo más oscuro. En él, Waters incluyó por primera vez en las letras la participación británica en la Guerra de las Malvinas, y concluyó con una referencia a una posible guerra nuclear, en la canción «Two Suns in the Sunset». Los arreglos orquestales corrieron a cargo de Michael Kamen, quien, junto con Andy Bown, interpretó las partes del teclado debido a la ausencia de Wright.
The Final Cut fue bien recibido por la crítica, y alcanzó el primer puesto en el Reino Unido y el sexto en los EE. UU. Contiene un éxito radiofónico menor, «Not Now John», el único del trabajo en el que canta Gilmour. Esta situación provocó numerosas discusiones entre Gilmour y Waters, de tal magnitud que se rumoreó que no se vieron en el estudio durante las sesiones de grabación. Mientras que Gilmour dijo que intentó seguir haciendo buena música, Waters declaró que nadie entendía el mensaje social que contenían sus canciones. Aunque nunca hubo ninguna gira promocional de este disco, Waters ha interpretado desde entonces algunas canciones en sus conciertos en solitario.
En diciembre de 1985, Waters anunció la separación de Pink Floyd, describiendo a la banda como una «fuerza agotada». No obstante, en 1986 Gilmour y Mason comenzaron a grabar un nuevo álbum bajo el nombre de Pink Floyd. Una agria disputa legal llevó a Roger a reclamar que el nombre de Pink Floyd debería haber sido abandonado, pero Gilmour y Mason mantuvieron su intención de grabar con ese nombre, declarando que eran ellos quienes tenían los derechos legales debido a que Waters se había ido de la banda por iniciativa propia. Finalmente, la demanda fue llevada a los juzgados, y los derechos fueron adquiridos por Gilmour y Mason.
Después de barajar varios títulos, el nuevo álbum fue publicado como A Momentary Lapse of Reason, y alcanzó el tercer puesto en los EE. UU. y en el Reino Unido. Sin Waters, que había sido el principal motor compositivo a nivel lírico, la banda se apoyó en letristas externos, lo que provocó críticas de algunos puristas. Bob Ezrin actuó como coproductor junto con Jon Carin, y ambos aportaron composiciones al trabajo. Carin también interpretó la mayoría de las partes de teclado a pesar de la vuelta de Wright, que se concretó en un principio como músico asalariado —en virtud de los riesgos legales en que se incurría— y más adelante, una vez resueltas las cuestiones legales, definitivamente como miembro oficial. Considerando esta situación y las escasas contribuciones de Mason, muchos críticos consideran que A Momentary Lapse of Reason debería ser un álbum en solitario del guitarrista inglés, del mismo modo que The Final Cut debería ser un álbum en solitario de Waters.
El siguiente álbum de estudio de Pink Floyd fue The Division Bell, publicado en 1994. Compuesto por todos los integrantes del grupo y no solo por Gilmour exclusivamente, ya con Wright como miembro oficial. Fue mejor recibido que A Momentary Lapse of Reason, aunque los puristas lo siguieron criticando por su estilo. Más allá de ello, fue el segundo álbum de la banda en alcanzar el primer puesto a ambos lados del Atlántico desde Wish You Were Here. The Division Bell es un álbum cuya temática gira alrededor de la comunicación y sus conflictos. Muchas de las letras fueron escritas por Polly Samson, la novia de Gilmour en aquel momento, con quien se casó poco después de la publicación de este trabajo. Junto con Samson, el álbum presenta a la mayoría de los músicos que contribuyeron en el anterior trabajo de estudio de la banda, con la inclusión de Dick Parry, un viejo colaborador de la época de The Dark Side. Además, Anthony Moore, que había ayudado en la composición de algunas de las letras de A Momentary Lapse, compuso la de «Wearing the Inside Out», que es además la primera contribución vocal de Wright desde The Dark Side. Esta misma colaboración continuó en el posterior álbum de Wright, Broken China.
En julio de 2014, Samson anunció vía Twitter que un nuevo álbum de Pink Floyd titulado The Endless River se publicaría en noviembre. La antigua corista de la banda Durga McBroom comentó que la música provenía de un proyecto llamado «The Big Spliff», grabado en las sesiones de grabación de Division Bell y añadió que Gilmour y Mason habían trabajado en más material juntos. También comentó que aunque Wright si tuvo parte, Waters no se involucró en absoluto.