Duff declaró a MTV News en la final de Total Request Live el 16 de noviembre de 2008 que comenzaría a trabajar en su quinto álbum de estudio en "dos semanas". Cuando le preguntaron cómo sonaría la nueva música, Duff respondió: "Me gustan muchos tipos de música diferentes. Algo pop y pegadizo... Soy femenina, pero creo que soy un poco dura, así que quizás un poco de influencia rockera". Sin embargo, el plan nunca se materializó, y Duff se tomó un largo descanso de la música.

Duff anunció que estaba grabando nuevo material en enero de 2012 con músicos como Jason Evigan y Ali Tamposi, durante su embarazo^[4]​ Las primeras sesiones de grabación del álbum consistieron en pistas de EDM que luego se descartaron en favor de canciones con un aire folk-pop porque Duff sintió que "no era el impulso que quería tener ahí fuera". Sesiones posteriores dieron como resultado los sencillos Chasing the Sun y All About You, ambos fuertemente influenciados por el género de la folk-pop y el pop acústico al que Duff aspiraba. Para octubre de 2014, había grabado numerosas canciones cuyos títulos se publicaron en línea a través de las redes sociales.^[5]​ En algún momento de 2015, las imágenes de la sesión fotográfica del álbum folk-pop descartado se filtraron en línea a través de Twitter.^[6]​

En febrero de 2015, Duff decidió una vez más llevar el álbum en una dirección diferente y comenzó a trabajar en Suecia con Christian "Bloodshy" Karlsson y Tove Lo en nuevas pistas orientadas al baile para el álbum.^[7]​^[8]​ Duff comentó que "tenía muchas ganas de escuchar algunas de esas canciones pop tan potentes que Suecia parece tener en la mira ahora mismo".^[9]​ Algunas de las Temas con influencia folk originalmente previstos para el álbum antes del cambio de dirección, como "Tattoo", "Brave Heart" y "Belong", lograron incluirse a pesar del cambio. "Chasing the Sun" y "All About You" aparecieron posteriormente como temas adicionales en las ediciones Fanjoy y japonesa del álbum.

Duff describió el cambio de dirección musical del álbum en una entrevista con MTV en 2015, afirmando: "El álbum es una mezcla de temas. Diría que, sin duda, al principio, cuando empecé a escribir, era bastante pesado, como resultado de mi último año de vida. Ha cambiado desde entonces, lo cual es bueno porque creo que el tema general también... yo, personalmente, no soy una chica súper pesada. ¿Sabes? Me encanta el sol, así que ha cambiado mucho y me siento mucho mejor". En la entrevista, también se mencionó que una canción titulada "This Heart", sobre su hijo, estaría en el álbum y también se especuló con su título. Sin embargo, la canción nunca llegó a la edición final.^[10]​ Duff ha dicho sobre el contenido lírico del álbum: "Definitivamente quiero que la gente sienta que está vislumbrando mi vida y de qué estoy hecha. Soy una chica normal que ha tenido una vida no tan normal. Siento que mis fans se han quedado conmigo porque se identifican conmigo y quiero que lo hagan. Quiero que sientan que podemos salir y pasar una noche divertida juntos. Quiero que sepan que me han roto el corazón, pero no es el fin del mundo. La vida continúa. Quiero que sientan que estoy ahí para ellos. Quiero que se sientan felices". Y quiero que sepan que me importan y que me he preocupado por ellos todo este tiempo."^[11]​

En julio de 2014, Duff anunció que había firmado un contrato discográfico con RCA Records de Sony Music Entertainment, y que terminaría y lanzaría su quinto álbum de estudio, entonces sin título, entre la grabación de su nuevo programa de televisión, Younger. Planeaba promocionar el álbum durante este periodo, pero reveló que no comenzaría una campaña de prensa completa hasta que finalizara la grabación del programa el 12 de diciembre. La canción "Outlaw" se estrenó en el noveno episodio de Younger y posteriormente estuvo disponible en la edición Fanjoy y la edición japonesa de Breathe In. Breathe Out.^[12]​ Duff anunció a finales de agosto que el álbum no se lanzaría en octubre como estaba previsto originalmente y que los fans tendrían que esperar "unos meses más" para su lanzamiento.

Duff anunció el título del álbum y reveló su portada el 13 de mayo de 2015. Antes de la publicación del título y la portada, Duff anunció que los fans tendrían la oportunidad de reservar el álbum y ver su nombre impreso en una edición especial del folleto del álbum.^[13]​ Envió globos blancos con la portada impresa a varios fans que habían sido de los primeros en reservar el álbum. Los paquetes que recibieron también incluían una nota manuscrita de Duff sobre el álbum. Algunos fans tuitearon sobre los paquetes que habían recibido, y un representante de Duff confirmó que eran oficiales.

Breathe In. "Breathe Out. lleva el nombre de una canción que grabó con Matthew Koma, la cual, según Duff, se le quedó grabada durante todo el proceso de grabación del álbum. Explicó además: "En los últimos años de mi vida, simplemente respirar hondo y exhalar hondo ha sido algo que me ha ayudado mucho. Puede ser algo bueno, puede ser una lucha, puede ser una cuestión de poder; es simplemente un buen recordatorio para que todos recuerden hacerlo. Es un alivio".

En una entrevista con MTV, Duff describió la canción One in a Million, escrita por Tove Lo, como un "himno de joderte sobre un chico que no te trata bien". También dijo que "Tattoo", escrita por Ed Sheeran, es "una hermosa canción sobre el final de una relación y lo que deja atrás". Ambas canciones fueron reconocidas como las favoritas y las más emotivas de Duff, respectivamente, de este álbum.^[14]​ Brave Heart es una canción inspiradora sobre encontrar el coraje para dejar ir a alguien incluso cuando temes lo que está por venir. "Estuve sola durante unos cuatro meses y es difícil, pero también encontré mucha fuerza y me di cuenta de que podía con ello", dice. "Es una canción sobre estar lista para seguir adelante, ya sea con una pareja o un amigo. Hay que ser valiente en una relación". A pesar del sentimentalismo de Breathe In. Breathe Out., el ambiente nunca es deprimente, algo que Duff se encargó de garantizar. "Hay varias canciones de cuando empecé a componer que no están en el álbum porque quería que fuera un disco que hiciera sentir bien a mis fans", dice. "Soy una persona muy feliz y estoy muy agradecida por la vida que tengo y por el descanso que me permití vivir una vida más tranquila y vivir algunas de estas experiencias".

Picture This es una canción sensual sobre la obsesión por alguien con quien tienes química física, pero sabiendo que no está destinada a durar para siempre.^[11]​ El último tema del álbum, Night Like This, es un dueto con el miembro de Big Time Rush, Kendall Schmidt. Duff escribió la canción y describió que se trataba de "estar atrapado en un taxi en Nueva York con alguien".^[15]​

La canción Belong, que aparece en la versión Deluxe del álbum, está coescrita por Toby Gad. "Hay una canción llamada Belong [en el álbum] que me encanta. Suena cursi cuando hablo de ella, pero no lo es para nada, y se trata más bien de no esperar nada. Simplemente lanzarse y no contenerse", dijo Duff en una entrevista.^[16]​

Antes de las sesiones de grabación en Suecia, Duff grabó numerosos temas de folk-pop, algunos de los cuales ha mencionado en entrevistas. Entre ellos se encuentra "If I Fall", que Duff describe como "una historia sobre mi retirada y, en cierto modo, el cierre de mi negocio, sobre la incredulidad de todos y sobre mi miedo a estar sola después de haber estado rodeada de cien personas durante cinco años de mi vida". La canción nunca llegó a la versión final.^[17]​ También dijo: "Y luego las otras son como, algunas canciones de fiesta, una canción sobre [mi hijo] Luca, una canción sobre mi separación y mi amor por esta persona que tal vez no estemos destinados a estar juntos, o tal vez sí. Quiero decir, es muy, muy personal, pero diría que tiene un espíritu alegre, que soy yo".

Según Duff, estaba decepcionada por no haber tenido la oportunidad de promocionar adecuadamente los sencillos "Chasing the Sun" y "All About You", pero sus lanzamientos le dieron un nuevo impulso tras siete años de ausencia en el mundo de la música. "Es solo un equilibrio entre dos carreras que me consumen mucho tiempo y ser madre, lo más importante para mí", dijo Duff.

Durante la semana del lanzamiento de Breathe In. Breathe Out, Duff apareció en Good Morning America, Live! with Kelly and Michael y The View. El 16 de junio de 2015, Duff realizó una sesión de preguntas y respuestas en Twitter a través de la cuenta de iHeartRadio respondiendo las preguntas de los fans sobre su música y sus giras. Una de las preguntas fue si Duff saldría de gira, a lo que ella respondió: "¡No tengo fechas fijas, tendrá que ser después de grabar la segunda temporada del programa!". ^{[cita requerida]} Duff tenía previsto actuar en varios eventos en 2015, pero muchos se cancelaron.^[18]​ Duff había cancelado una actuación programada en el Macy's Thanksgiving Day Parade de Macy's el año anterior.^[19]​

Duff publicó dos videos en su página oficial de Vevo en los dos meses posteriores al lanzamiento del álbum. La primera de estas fue una interpretación acústica del tema "Tattoo", lanzada el 18 de junio. La interpretación se grabó en vivo en su patio trasero.^[20]​ Al mes siguiente, lanzó un video musical de montaje para el tema "My Kind". Este documenta sus ensayos para la coreografía de "Sparks". Inicialmente se especuló que sería el próximo sencillo del álbum, pero su representante lo desmintió en Twitter.^[21]​

Duff reveló en una entrevista con E! News en enero de 2016 que no saldría de gira para promocionar el álbum y lo reafirmó en una entrevista para AOL Build.^[22]​

Duff encontró que el proceso de elegir su sencillo de "regreso" fue "realmente difícil". Según Duff, hubo un estrecho empate entre All About You, Chasing the Sun y Tattoo. Chasing the Sun fue finalmente seleccionada y se lanzó vía descarga digital en Estados Unidos el 29 de julio de 2014. ^[23]​ Menos de un mes después del lanzamiento de Chasing the Sun, Duff anunció que lanzaría otro sencillo, All About You. ^[24]​ En Estados Unidos, se lanzó mediante descarga digital el 12 de agosto^[25]​ y se envió a la radio de éxitos contemporáneos el 26 de agosto. Estos sencillos solo se incluyeron como pistas adicionales en las ediciones japonesa y Fanjoy del álbum, tras la decisión de Duff de darle un giro dance al álbum. El 7 de abril de 2015, Duff lanzó Sparks como el primer sencillo oficial del álbum.^[26]​ Originalmente, Duff lanzó un video para el sencillo el 14 de mayo en el que aparecía bailando mientras narraba simultáneamente sus experiencias en las citas de Tinder.^[27]​ El 28 de mayo, se publicó una versión del video a pedido de los fans, en la que se eliminaron las partes de Tinder.^[28]​

El álbum recibió críticas positivas de la crítica musical. Nolan Feeney, de la revista Time, lo calificó como "pop divertido y sin sentido", a la vez que afirmó que "combina la diferencia entre los éxitos de discoteca contemporáneos y el pop de mediados de los 2000, que ha envejecido mejor de lo que Duff o cualquier otra persona podría haber imaginado".^[33]​ Idolator le dio al álbum una calificación de tres de cinco, escribiendo que si bien algunos de los placeres del álbum son más Con un perfil bajo, mencionaron que el álbum contenía auténticas joyas. Elogiaron a Duff y a su equipo por su apuesta por la elegante y compleja producción de este último, lo que garantiza que BIBO sea quizás el álbum pop más elegante y cuidadosamente elaborado de este año hasta la fecha.^[34]​

Yasmeen Gharn, de la revista Nylon, hizo una reseña positiva del álbum, señalando que era "una evolución natural de su último trabajo musical, Dignity". Elogió a Duff por no seguir la línea folk-pop que exploró inicialmente con "Chasing The Sun". Yasmeen criticó las letras del álbum por ser "cursis a veces" y "llenas de metáforas sin sentido", pero las calificó de "empáticos y pegadizos".^[35]​ Katie Hasty de HitFix ofreció una reseña mixta, describiendo las canciones como "pop pesado genérico" pero clasificando el álbum en su conjunto como un "placer inconsciente".^[29]​ En su reseña para el periódico The Star, dijo que en sus mejores momentos, el álbum "presenta elegantes éxitos pop con breves coqueteos folclóricos que, con maestría, rozan la línea entre lo sexy y lo sofisticado".^[36]​

Spin colocó el álbum en el puesto número 25 de su lista de fin de año de Los 25 mejores álbumes pop de 2015.^[37]​

Breathe In. Breathe Out. debutó en el número cinco de la lista estadounidense Billboard 200, vendiendo 39.000 copias en su primera semana, lo que marca su quinto álbum en el top 5 de la lista. La crítica consideró esta posición impresionante, considerando que era su primer lanzamiento en ocho años.^[38]​ Sin embargo, Breathe In. Breathe Out. es también el primer trabajo de estudio de Duff que no recibe ninguna certificación de la RIAA. Además, bajó del puesto 5 al 65 en su segunda semana. Abandonó la lista en su cuarta semana de lanzamiento.^[39]​

En Australia, alcanzó una posición más alta, debutando en el número cuatro. En las listas ARIA, debutó en el quinto puesto en Canadá. En otros países, tuvo un éxito moderado, llegando al top 20 en México y España.