2001年,古天乐离开无线电视,正式加入电影圈。2002年,主演古装喜剧电影《河东狮吼》。2006年,古天乐在陈木胜的动作喜剧《宝贝计划》中和成龙合作。2008年,参演电影《保持通话》中饰演阿邦一角而提名第52届亚太影展最佳男主角。2009年,凭借《一个好爸爸》分别获得第45届金马奖最佳男主角提名以及第28届金像奖最佳男主角提名。2010年,主演电影《枪王之王》。2013年,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》 。2015年担任香港国际电影节大使 。7月26日,古天乐在北京宣传新片时畅谈择偶标准,他直言最受不了邋遢和不修边幅的女生,希望未来另一半非常幽默。