2013年9月10日（日本時間では11日2時）のAppleのスペシャルイベントで2つのiPhoneが発表され[42]、同年9月20日に発売開始した[43]。

ハイエンドモデルのiPhone 5sは、ホームボタンが初めて変更となり指紋認証センサーの「Touch ID」が搭載され、指紋認証でのロック解除や、iTunes StoreやApp Storeでの購入ができるようになる。スマートフォン用としては世界で初めての64ビットに対応したApple A7チップを搭載しており、CPUとGPUがApple A6よりも2倍高速化している。センサーが取得した情報をより効率よく処理するコプロセッサとして、iPhoneとしては初めてモーションコプロセッサを搭載しており、M7と名づけられている。また、カメラの性能が向上してセンサーサイズが大きくなり、F値も2.2となってより明るくなったほか、バーストモードや120 fpsの720pスローモーションビデオ撮影などが可能となった。これまで「ブラック」「ホワイト」のみであったカラーバリエーションが「スペースグレイ」「ゴールド」「シルバー」の3色となる[44]。

廉価版となるiPhone 5cは、背面にカラフルな一体成型のポリカーボネートを使っている。「グリーン」「ブルー」「イエロー」「ピンク」「ホワイト」の5色展開。スペックはiPhone 5と同等。2年契約で、16GBは99ドル（約9,800円）、32GBは199ドル（約1万9,800円）で発売される[44]。

iPhoneを販売するキャリアにNTTドコモが加わり、これにより主要な日本の携帯会社3社がiPhoneを扱うことになった[44]。

同年11月22日、日本市場でもApple StoreでSIMフリーモデルの販売を開始した[45][46]。

iPhone 6販売以降、iPhone 5sは4インチクラスのiPhoneとして継続販売。5cはインド市場などを除き販売を終了した。

5sは2016年以降、いわゆる格安携帯電話事業者からの販売が始まり、3月にワイモバイルから、7月にはUQ mobileから販売が開始された[47]。11月には販売台数ランキングのトップテンに入るなど[48]5sは3年以上販売が継続された[49]。
iPhone 6/6 Plus詳細は「iPhone 6」および「iPhone 6 Plus」を参照

2014年9月9日に行われたAppleのスペシャルイベントで発表された[50][51]。

2014年9月19日、オーストラリア、日本、香港、シンガポール、ドイツ、フランス、イギリス、カナダ、アメリカ合衆国、プエルトリコ（時差順）で先行発売[52]。日本国内では主要キャリア3社が扱うほか、Apple Storeでも同時にSIMフリーモデルの販売を行う[53]。

画面サイズを従来モデルから大きくし、通常モデルのiPhone 6は4.7インチ（1334×750ドット）、大画面モデルのiPhone 6 Plusは5.5インチ（1920×1080ドット）のディスプレイを搭載、広視野角でコントラストが高く、より正確な色を出せる「Retina HD Display」を採用している。本体の厚さもiPhone 6で6.9ミリ、iPhone 6 Plusで7.1ミリで、従来より薄くなっている。また、内蔵ストレージに128GBモデルが追加され、32GBモデルがなくなった。

基本スペックは両モデルとも共通で、システムプロセッサにApple A8を搭載、CPUは従来比25%高速化し、グラフィックは従来比最大50%パフォーマンスを向上させている。モーションコプロセッサはM8を搭載し、高度情報を取得できる気圧計が追加された。通信ではLTEのキャリアアグリゲーションに対応し、最大150 Mbpsでの通信のほか、VoLTEでの通話も可能となった。日本ではWiMAX2+やAXGPで使われているTD-LTEのBand 41など最大20の帯域に対応している。Wi-FiではIEEE802.11acに対応したほか、T-Mobileなど一部の通信会社ではWi-Fiを介して電話をかけることができる「Wi-Fi calling」にも対応する。

カメラ機能では、メインカメラのiSightのセンサー性能を強化、Focus Pixelsと呼ばれるプロセッサでオートフォーカスのスピードを向上させ、顔検出機能も強化されたほか、最大60fpsの1080p動画撮影や最大240fpsの720pスローモーションビデオ撮影、タイムラプスビデオ撮影も可能となった。さらにiPhone 6 Plusでは光学手ぶれ補正にも対応している。内向きのFaceTimeカメラもF2.2の明るいレンズになった。

新たにNFC（P）が搭載され、アメリカでは2014年10月より開始するApple独自の決済サービス「Apple Pay」に対応、Touch IDでの指紋認証と連携して決済処理を行う。ただし、事実上の日本標準方式であるNFC（F）（おサイフケータイ）には非対応である。

iPhone 6とiPhone 6 Plusの違いとしては上述の画面サイズ・本体サイズとiSightの光学手ぶれ補正のほか、iPhone 6 Plusでは横画面表示時に大画面に最適化された表示が可能となっている。
iPhone 6s/6s Plus詳細は「iPhone 6s」および「iPhone 6s Plus」を参照iPhone 6s（中央は6 Plus）

2015年9月9日に行われたAppleのスペシャルイベントで発表された[54]。

2015年9月25日、ニュージーランド、オーストラリア、日本、中国、香港、シンガポール、ドイツ、フランス、英国、カナダ、アメリカ合衆国、プエルトリコ（時差順）で先行発売[55]。