16 kwietnia 2007 roku nakładem Season of Mist ukazał się czwarty album studyjny grupy zatytułowany Ordo Ad Chao. Wydawnictwo było promowane podczas europejskiej trasy koncertowej, która odbyła się w grudniu. Koncerty Mayhem poprzedziły grupy Samael, Pro-Pain, Malevolent Creation, Onslaught, Wykked Wytch oraz Blood Red Throne.
W lutym 2008 roku zespół otrzymał nagrodę norweskiego przemysłu fonograficznego Spellemannprisen w kategorii metal za album Ordo Ad Chao. Nagrodę podczas gali odebrali perkusista Hellhammer i basista Necrobutcher. Tego samego roku po trzynastu latach występów w grupie, opuścił ją gitarzysta Rune „Blasphemer” Eriksen. Muzyk zagrał z zespołem ostatni koncert 6 sierpnia tego samego roku podczas festiwalu Øyafestivalen w Oslo. W październiku 2008 roku do grupy dołączył gitarzysta koncertowy Krister „Morfeus” Dreyer znany z grup Limbonic Art oraz Dimension F3H. Wziął on udział w trasie koncertowej South America Fucking Armageddon. W sierpniu 2009 roku zespół wystąpił podczas koncertów w Finlandii.