Algunos libros muy buenos: "Estadísticas para experimentadores: diseño, innovación y descubrimiento, 2ª edición" de Box, Hunter & Hunter. Este es formalmente un texto introductorio (más para personas de química e ingeniería) pero extremadamente bueno en el lado aplicado.
"Análisis de datos utilizando regresión y modelos multinivel / jerárquicos" por Andrew Gelman y Jennifer Hill. Muy bueno en la aplicación de modelos de regresión.
"Los elementos del aprendizaje estadístico: minería de datos, inferencia y predicción, segunda edición" (Springer Series in Statistics) 2nd (2009) Edición corregida por Hastie Trevor, Tibshirani Robert y Friedman Jerome. Más teórico que los dos primeros en mi lista, pero también extremadamente bueno sobre los por qué y los ifs de las aplicaciones. - Versión publicada en PDF
"Una Introducción al Aprendizaje Estadístico" (Serie Springer en Estadística) 6to (2015) por Gareth James, Daniela Witten, Trevor Hastie y Robert Tibshirani -
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Trabajar en estos tres libros debería ser una muy buena base para las aplicaciones.