2010年古天乐在《枪王之王》中饰演心理学高手、实战射击比赛(I.P.S.C)冠军、金融才俊、基金经理关友博,该片在世界杯期间对电影市场的强烈冲击下,获得了1.32亿票房。同年主演《神奇侠侣》,古天乐头戴面罩出演“炯炯侠”。
2011年参演喜剧爱情电影《单身男女》 。同年主演古装魔幻电影《新倩女幽魂》。以及警匪系列电影《窃听风云2》。
2013年,主演电影《毒战》,主演火灾灾难动作电影《逃出生天3D》。与刘青云、张家辉合作电影《扫毒》中饰演男主角苏建秋,并凭借此角色提名第33届香港电影金像奖最佳男主角奖。
2014年参与主演电影《窃听风云3》。 11月11日,由著名导演杜琪峰执导,金牌搭档韦家辉任编剧的喜剧爱情电影《单身男女2》浪漫上映。
2015年2月6日,主演电影《神探驾到》爆笑上映 ,2月19日,主演电影《冲上云霄》上映 。3月20日,主演的电影《可爱的你》(《五个小孩的校长》)上映 。同时与吴京、任达华主演的警匪动作片《杀破狼2》将于6月18日上映。