2006年起主攻电影圈,主演冯小刚战争片《集结号》饰演赵二斗,获百花奖最佳男配角奖;2007年主演文艺片《李米的猜想》获金凤凰奖;2009年主演徐克武侠片《狄仁杰之通天帝国》饰演裴东来,获提名香港电影金像奖最佳男配角奖;2010年-2013年,主演的古装片《画壁》和《四大名捕》三部曲票房连续破亿;2012年主演陈可辛《中国合伙人》饰演孟晓骏;2013年成立邓超工作室组建公司;2014年导演并投资主演喜剧片《分手大师》以6.6亿票房成暑期档国产片票房冠军;2009年及2014年,邓超代言两届中国金鸡百花电影节。2015年主演周星驰电影《美人鱼》,并导演第二部喜剧片《恶棍天使》;同年主持浙江卫视节目《奔跑吧兄弟》第2季,第9期和第10期的收视率突破5%;6月,凭借主演电影《烈日灼心》饰演辛小丰,获上海国际电影节金爵奖最佳男演员奖。