Nel 2013 cambiò navigatore, affidandosi al finlandese Mikko Markkula, e venne ingaggiato dalla Volkswagen Motorsport come terzo pilota a fianco di Sébastien Ogier e Jari-Matti Latvala, per guidare la nuova Volkswagen Polo R WRC partecipando nel secondo team del costruttore tedesco; disputò nove gare piazzandosi a punti in sette di queste e chiudendo al decimo posto in classifica.
Nella stagione successiva Mikkelsen colse il primo podio in carriera giungendo secondo nel Rally di Svezia, cui seguirono altri quattro piazzamenti tra i primi tre (due secondi e due terzi posti) che gli consentirono di terminare l'annata al terzo posto in classifica generale. Poco prima di metà stagione riprese a gareggiare con Ola Fløene alla lettura delle note.
Nel 2015 ottenne otto podi nei primi undici appuntamenti iridati e vinse la sua prima gara al Rally di Catalogna, penultimo appuntamento stagionale, concludendo nuovamente al terzo posto nella generale. Al termine dell'anno interruppe nuovamente il sodalizio sportivo con Fløene, il quale venne definitivamente sostituito da Anders Jæger a partire dalla stagione successiva.
Nel 2016, ultimo anno con la Volkswagen che si ritirò dalle scene al termine della stagione, ottenne altri due successi, al Rally di Polonia e in Australia, e fu ancora terzo a fine campionato.
Il 2017 fu una stagione movimentata per Mikkelsen, con numerosi cambi di scuderia: disputò infatti le prime tre gare con una Škoda Fabia R5 per il team ufficiale Škoda, impegnato in WRC-2, per poi tornare a guidare un'auto della massima categoria per la squadra Citroën Total Abu Dhabi WRT, che gli affidò per altre tre gare la nuova C3 WRC con la quale fu secondo in Germania. A partire dal Rally di Catalogna si accasò definitivamente presso la Hyundai Motorsport, con cui terminò la stagione.
Per il 2018 i vertici della casa sudcoreana lo promossero a pilota ufficiale, permettendogli di disputare tutte le gare del campionato con una i20 Coupe WRC, alla stessa stregua del vice campione 2017 Thierry Neuville.
Nel 2019 saltò tre gare iridate ma riuscì comunque a concludere la stagione al quarto posto finale, alle spalle di Ott Tänak, Neuville e Sébastien Ogier, con tre podi conquistati e ulteriori cinque piazzamenti a punti, contribuendo inoltre alla conquista del primo titolo costruttori nella storia della casa sudcoreana.
Norvegia
51º Rally di Catalogna
73º Rally di Polonia
25º Rally d'Australia
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