2010年,出演林超贤执导的警匪大片《线人》。 2011年,张家辉与谢霆锋、蔡卓妍、黄奕、何家劲、佟大为合作参演《财神客栈》;同年客串电影《建党伟业》,饰“梁启超”。 2012年,由张家辉、任达华、文咏珊、谢安琪主演的犯罪悬疑片《大追捕》,张家辉在片中饰演一位哑巴杀手“王远阳”,获得第49届金马奖最佳男主角提名、第32届香港电影金像奖最佳男主角提名。 2013年,出演电影《激战》饰“程辉”,凭借该片获得第16届上海国际电影节最佳男演员奖、第10届华鼎奖中国最佳电影男演员奖及第56届亚太影展最佳男主角提名;同年出演电影《扫毒》;[26] 同年首次执导电影《盂兰神功》,6、7月在马来西亚拍摄取景。