2009年9月6日，菅田将晖和桐山涟共同主演电视剧《假面骑士W（Double）》，饰演菲利普，成为此系列史上最年少的骑士；同年12月12日，首次主演电影《假面骑士x假面骑士Wx假面骑士decade Movie大战2010》。 2010年7月10日，菅田将晖参演校园偶像剧《震撼鲜师》，饰演坂本洋平；10月17日，参演爱情电视剧《兽医杜立德》，饰演土门顺平。2011年1月17日，菅田将晖参演纯爱剧《你教会了我什么最重要》，饰演夏实的学生的平冈直辉；4月1日，出演漫画改编电影《高校新人》，饰演魅力男生田村史也 ；7月9日，参演喜剧《堂吉诃德》，饰演幸子的知交明石一哉 ；10月27日，在TBS电视剧《《Run Away 为挚爱的你》》中饰演冤枉入狱的加贺美瞬，因此剪短头发至6毫米。2012年1月28日，菅田将晖参与阿部宽主演的剧情电影《剧场版新参者：麒麟之翼》，饰演吉永友之 ；3月11日，参演电视剧《命运之人》，饰演弓成亮太和由里子的长男弓成洋一（青年期，第九集客串）；4月5日，主演校园电视剧《黑板～与时代战斗的教师们～》，饰演松村秀雄；5月7日，出演悬疑剧《宫部美雪4周连续悬疑SP — 理由》第1夜，饰演宝井康隆；7月8日，主演医学类电视剧《Summer Rescue～天空的诊所》，饰演见习生木野宪太；8月13日，参演浪漫爱情剧《富贵男与贫穷女》（第六集客串），饰演酒井贵宏、8月18日，出演恐怖电视剧《毛骨悚然撞鬼经：2012夏季特别篇》，饰演岛津康太；9月22日，主演剧情电影《国王和我》，饰演森雄；11月29日，参演励志剧《Resident~实习医生五人组》（第七集客串），饰演桥本リョウジ；11月30日，参演悬疑剧《恶党》 ，饰演早见刚。2013年1月19日，菅田将晖参演爱情剧《小原别哭》，饰演越前小姐（饰）的弟弟阿宏；4月13日，参演校园剧《35岁的高中生》，饰演欺压主导者土屋正光；9月7日，菅田主演剧情电影《相残》，饰演篠垣远马，并因此获得第37届日本电影学院奖新人演员奖 ；10月12日，主演喜剧电影《男子高中生的日常》和纯爱电影《向阳处的她》，在《男子高中生的日常》中饰演忠邦 、在《向阳处的她》中饰演奥田翔太；11月30日，主演校园电影《YOU回声音乐同好会》，饰演松户幸四郎。2014年1月27日，菅田将晖参演爱情剧《多谢款待》，饰演悠太郎的长子西门泰介；4月18日，与大野智搭档联合出演日剧《死神君》，饰演死神的竞争对手恶魔，并凭借此剧获得第81届日剧学院赏助演男优赏 ；4月19日，参演剧情电影《只在那里发光》，饰演大城拓儿，并获得第29届高崎电影节最佳男配角 ；5月，参演电影《暗金丑岛君2》，饰演加贺；12月27日，主演漫画改编电影《海月姬》，饰演鲤渊藏之助，为了饰演这个以女装登场的角色，菅田在戏里穿上女装，透过控制饮食和整骨来保持身形 。同年还凭借电影《海月姬》和《只在那里发光》夺得了第24届日本电影批评家大奖-男配角奖 。2015年1月15日，菅田将晖主演社会话题电视剧《问题餐厅》，饰演见习厨师星野大智；1月17日 ，主演阪神大地震20周年的特别纪念剧《二十岁与一只》，饰演19岁的大男孩藤原理人 ；1月18日，主演剧情片《绑匪的女儿》，饰演武藤俊治。3月，参演动作喜剧电影《暗杀教室》，饰演赤羽业。5月16日，主演喜剧电影《明乌》 ，饰演被追债的牛郎直树；5月30日，主演青春励志电视剧《想吃什锦面》，饰演佐田雅志 。7月24日，与远藤宪一搭档主演日本朝日电视台喜剧《民王》，饰演武藤翔 ，凭借在该影片中的演出，获得第40届黄金飞翔奖-新人奖和第1届 Confidence Awards Drama drama-最佳男主演。9月5日，出演爱情电影《Piece of Cake》，饰演川谷 。2016年1月，菅田将晖主演根据艺人加藤成亮的同名小说改编的青春影片《粉与灰》 ，饰演河田大贵。3月5日，参演长篇电影《星之丘Wonderland》，饰演清川雄哉 ；3月25日，参演漫画改编电影《暗杀教室：毕业篇》，饰演赤羽业 。4月11日，与福山雅治、藤原樱合作主演月九剧《悦音响起》（又名《love song》），这是继2011年出演《你教会了我什么最重要》之后，菅田时隔5年再次出演月九剧，在其中饰演爱慕女主的天野空一 ；4月15日，主演恶搞爆笑SP剧《民王》，饰演武藤翔，此次播出的内容为2015年《民王》的后续篇。5月21日，与柳乐优弥、小松菜奈合作主演青春群像电影《毁灭宝贝》，饰演暴力青年北原裕也 。6月25日，主演推理电影《二重生活》，饰演珠与恋人卓也 。7月，日本ORICON网站按照惯例公开了“上半年人气爆棚排行榜2016”，在“男演员部门”菅田将晖排名第一 ；7月2日，主演漫画改编电影《濑户内海》，饰演运动少年濑户一角 。2016年秋，主演由同名漫画改编的青春恋爱电影《溺水小刀》，饰演少年人长谷川航一朗 。10月，主演日本电视台电视剧《校阅女孩河野悦子》，饰演对河野悦子（饰）一见钟情的神秘大学生折原幸人 ；10月15日，出演佐藤健主演的电影《何者》，饰演神谷光太郎 ；10月29日，主演犯罪推理电影《死亡笔记 Light up the NEW world》，饰演疯狂天才紫苑优辉，该电影是《死亡笔记》（2006）的故事发生10年后的续作 。2017年1月，菅田将晖出演NHK大河剧《女城主直虎》，饰演日后被称为德川四天王的井伊直政 。同年主演春季上映的电影《奇迹-那一天的Sobito》 、漫画改编真人电影《帝一之国》，饰演赤场帝一 、主演漫改真人电影《银魂》，饰演志村新八 。