2006年正式进军大银幕。2009年主演电影《神枪手》。2010年凭借《风声》获得第17届北京大学生电影节最受欢迎男演员奖;同年主演电影《赵氏孤儿》。2012年担任第11届长春国际电影节形象大使;同年主演电影《血滴子》和《大上海》。2013年主演创业电影《中国合伙人》,凭借片中塑造的“成东青”一角获得中国电影金鸡奖、中国电影华表奖及大众电影百花奖最佳男主角奖。2014年主演的电影《白发魔女传之明月天国》在全国上映票房突破4亿。2015年主演的电影《何以笙箫默》于4月30日上映。6月3日成为首位在好莱坞中国剧院留下手印的中国内地男演员。
2011年,成立个人演艺公司“黄晓明工作室”,先后投资了多部影视作品,同时还投资生意并积极参与慈善事业。作为歌手,黄晓明发行了两张个人专辑,主唱单曲《什么都可以》、《好人卡》。同时,2013年黄晓明担任综艺节目《中国梦之声》导师。2014年担任综艺选秀节目《来吧!灰姑娘》导师。