Zespół został podzielony na dwie podgrupy: BinChaenHyunSeu składającej się z Yebin, Chaeyeon, Huihyeon i Eunice, które nagrały „Neoneun dal jigu”, oraz L.U.B. (skrót od Lovely Unit B) składającej się z Jenny, Eunjin i Eunchae, które nagrały „13 wol 32 il”. Obie podgrupy promowały swoje piosenki w różnych programach muzycznych w styczniu 2017 roku.
W marcu w Japonii odbyły się zdjęcia do reality show YOLO TRIP. Program miał swoją premierę 9 kwietnia. 31 marca ogloszono, że zespół przygotowuje się do wydania drugiego albumu studyjnego, YOLO. 5 kwietnia przedstawione zostały dwie nowe członkinie DIA: Jueun i Somyi, które doszły do zespołu, aby wzmocnić jego linię wokalną osłabioną po odejściu Seunghee. 5 kwietnia DIA opublikowały piosenkę promującą drugi album, pt. You are my flower (kor. 꽃, 달, 술), z gościnnym udziałem Kim Yeon-ja i Hong Jin-young. Minikoncert On The Record odbył się 7 kwietnia w Blue Square. 18 kwietnia miał swoją premierę singel Will you go out with me (kor. 나랑 사귈래) promujący drugi album studyjny zespołu. Jest to pierwsza płyta nagrana w 9-osobowym składzie. Album YOLO ukazał się 19 kwietnia 2017 roku.