2009年,胡歌主演的《仙剑奇侠传三》正式播出,在多个地面平台首播时均荣居收视榜首。2010年,该戏作为江苏卫视春节黄金档电视剧,大年初一开始播出,全剧首播平均收视率为1.47%,市场份额为4.19%,单集最高收视率为1.7%,位居卫视同时段第一。
2010年1月2日,穿越历史电视剧《神话》在央视八套开年黄金档全国首播,该剧首播收视率为3.13%,单集最高收视率为4.13%,位居全国同时段第一,创下并保持着央视八套收视率最高纪录。
2011年,他参演纪念辛亥革命百年献礼大片《辛亥革命》上映。片中他出演“黄花岗七十二烈士之一”的历史人物林觉民,他凭借此角入围第31届大众百花奖最佳新人奖。
2012年,胡歌身兼制片人和领衔主演的电视剧《轩辕剑之天之痕》在湖南卫视第一周播剧场播出,成为国内真正意义上的第一部周播剧。 该剧在首播两晚平均收视率为1.86%,全剧平均收视率1.62%,单集最高收视率2.2%,单集最高收视份额为11%,保持大陆周播剧最高收视纪录。
2013年,胡歌回归舞台,出演话剧《如梦之梦》。
2014年5月22日,胡歌主演的《生活启示录》在江苏卫视、东方卫视、安徽卫视三大卫视联合播出,一度囊括同时段卫视收视前三名,三家卫视收视率最后全部破1。2014年7月31日公映的动画电影《龙之谷:破晓奇兵》,胡歌受邀为其中的骑士角色“贝思柯德”配音,该动画片票房5752.64万。 2014年10月1日,胡歌参演的《风中奇缘》在湖南卫视钻石独播剧场每周三周四后晚间档周播,平均收视率0.714%,平均收视份额4.14%,单集最高收视率1.29%。 2014年12月1日,胡歌参演的《四十九日·祭》登陆湖南卫视金鹰独播剧场,胡歌在剧中饰演有血有肉的国军少尉戴涛,该剧为首个南京大屠杀公祭日专门拍摄。 12月17日,在2014国剧盛典中,胡歌凭借在《生活启示录》《风中奇缘》《四十九日·祭》中的表现,荣获最受欢迎演员奖。2010至2014年,胡歌有6部作品的网络总播放量分别突破“十亿”次。
2015年9月1日,谍战剧《伪装者》定档湖南卫视金鹰独播剧场。