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,创下央视八套收视纪录。
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7月6日,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。 该剧首播两夜平均收视率为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%。
2013年,胡歌回归舞台,出演话剧《如梦之梦》,饰演五号病人,获得第二届丹尼国际舞台表演艺术最佳男演员奖。《如梦之梦》每场长达八小时,一年间先后在北京、乌镇、上海、台北、深圳、新加坡巡演,仅前三站便收获3000多万票房,上海站的20场总计突破1100万,该话剧是第一届乌镇戏剧节的开幕话剧。同时,胡歌还出演白先勇的全程上海话的方言话剧《永远的尹雪艳》,饰演徐壮图,凭此角获得上海文化广场年度最受欢迎男主角奖,这也是他第一次用上海话在上海的话剧舞台上演出。