2005 में पता चले स्तन कैंसर के कारण उनका सबसे हिट गानों का दौरा 'शोगर्ल' के बाक़ी बचे हिस्से को स्थगित कर दिया गया तथा वे ग्लासटनबरी समारोह से पीछे हट गईं. मेलबोर्न में उनके अस्पताल में भर्ती होने तथा उनकी चिकित्सा की मीडिया ने, ख़ास तौर पर ऑस्ट्रेलिया में, थोड़े समय के लिए लेकिन गहन कवरेज की, जहां के प्रधानमंत्री जॉन हॉवर्ड ने मिनोग को संबल देते हुए एक बयान जारी किया था। 
चूंकि मेलबोर्न स्थित मिनोग के निवास स्थान के बाहर मीडिया तथा उनके प्रशंसकों की भीड़ एकत्रित होने लगी थी, विक्टोरियन प्रीमियर स्टीव ब्रेक्स ने अंतर्राष्ट्रीय मीडिया को यह चेतावनी दी कि ऑस्ट्रेलियाई निजस्वता क़ानून के तहत मिनोग परिवार के अधिकारों पर किसी तरह का व्यवधान बर्दाश्त नहीं किया जायेगा. उनकी यह टिप्पणी मीडिया की समग्र प्रतिक्रिया के रूप में व्यापक आलोचना का शिकार बना, ख़ास तौर पर पीत पत्रकारिता के क्षेत्र में इस मामले को ख़ूब उछाला गया।
मेल्वर्न के कैब्रिनी अस्पताल में 21 मई 2005 को मिनोग का ऑपरेशन हुआ एवं उसके तुरंत बाद ही उनकी केमोथेरपी शुरू हुई. 

सर्जरी के बाद वे सार्वजनिक रूप से पहली बार 8 जुलाई 2005 को नज़र आईं, जब उन्होंने मेलबोर्न स्थित रॉयल चिल्ड्रेन्स हॉस्पिटल में बच्चों के कैंसर वार्ड का दौरा किया। उसके बाद वे फ्रांस लौटी जहां पेरिस के पास विलेजुइफ़ स्थित इंस्टीट्यूट गस्टेव-रूसी में उन्होंने अपने केमोथेरपी की चिकित्सा पूरी की. दिसंबर 2005 में, मिनोग ने अपने शोगर्ल दौरे का लाइव रिकॉर्डिंग वाला केवल एकल का एक डिजिटल "ओवर द रेनबो" रिलीज़ किया। अपने स्वास्थ्य-लाभ के दिनों में लिखी गई बच्चों की उनकी किताब "'द शोगर्ल प्रिंसेस" ' अक्टूबर 2006 में प्रकाशित हुई तथा उनका इत्र नवम्बर में लॉन्च किया गया। अपने कॉन्सर्ट दौरे के लिए ऑस्ट्रेलिया लौटने के बाद उन्होंने अपनी बीमारी के बारे में चर्चा की तथा कहा कि उनकी केमोथेरेपी की चिकित्सा "किसी परमाणु बम के अनुभव" जैसा था। 2008 में "'द एलेन दिजेनेरेस शो" ' के दौरान मिनोग ने कहा कि मूलतः उनका कैंसर गलत पकड़ा गया था। उन्होंने टिप्पणी की "महज़ इसलिए कि कोई सफ़ेद कोट पहने है और बड़े-बड़े चिकित्सा उपकरणों का प्रयोग कर रहा है, यह ज़रूरी नहीं कि उसका मतलब वे सही ही हों", लेकिन बाद में उन्होंने चिकित्सा पेशे के बारे में अपना सम्मान ज़ाहिर किया।

अपने कैंसर के निदान तथा उसके उपचार के बारे में सार्वजनिक रूप से चर्चा किये जाने का जो प्रभाव उन्होंने डाला था, उसका असर हुआ; मई 2008 में फ्रांसीसी सांस्कृतिक मंत्री क्रिस्टीन एल्बनेल ने कहा "अब डॉक्टर इस हद तक पहुंच जाते हैं कि वे इसे "काइली प्रभाव" तक कह डालते हैं, जिससे युवा महिलाएं नियमित जांच के लिए जागरूक होती हैं।"

1968-86: प्रारंभिक जीवन और कॅरियर की शुरुआत
2006-09: शोगर्ल:द होमकमिंग दौरा, "X", काइली X 2008, तथा फॉर यू, फॉर मी दौरा
2005-06: स्तन कैंसर
जीवन और कॅरियर