2009年9月6日,菅田將暉和桐山漣***同主演電視劇《假面騎士W(Double)》,飾演菲利普,成為此系列史上最年少的騎士;同年12月12日,首次主演電影《假面騎士x假面騎士Wx假面騎士decade Movie大戰2010》。
2010年7月10日,參演校園偶像劇《震撼鮮師》,飾演阪本洋平;10月17日,參演愛情電視劇《獸醫杜立德》,飾演土門順平。
2011年1月17日,菅田參演純愛劇《妳教會了我什麽最重要》,飾演夏實的學生的平岡直輝;4月1日,出演漫畫改編電影《高校新人》,飾演魅力男生田村史也 ;7月9日,參演喜劇《堂吉訶德》,飾演幸子的知交明石壹哉 ;10月27日,在TBS電視劇《《Run Away 為摯愛的妳》》中飾演冤枉入獄的加賀美瞬,因此剪短頭發至6毫米。
2012年1月28日,參與阿部寬主演的劇情電影《劇場版新參者:麒麟之翼》,飾演吉永友之 ;3月11日,參演電視劇《命運之人》,飾演弓成亮太和由裏子的長男弓成洋壹(青年期,第九集客串);4月5日,主演校園電視劇《黑板~與時代戰鬥的教師們~》,飾演松村秀雄;5月7日,出演懸疑劇《宮部美雪4周連續懸疑SP — 理由》第1夜,飾演寶井康隆;7月8日,主演醫學類電視劇《Summer Rescue~天空的診所》,飾演見習生木野憲太;8月13日,參演浪漫愛情劇《富貴男與貧窮女》(第六集客串),飾演酒井貴宏、8月18日,出演恐怖電視劇《毛骨悚然撞鬼經:2012夏季特別篇》,飾演島津康太;9月22日,主演劇情電影《國王和我》,飾演森雄;11月29日,參演勵誌劇《Resident~實習醫生五人組》(第七集客串),飾演橋本リョウジ;11月30日,參演懸疑劇《惡黨》 ,飾演早見剛。
2013年1月19日,參演愛情劇《小原別哭》,飾演越前小姐(麻生久美子飾)的弟弟阿宏;4月13日,參演校園劇《35歲的高中生》,飾演欺壓主導者土屋正光;9月7日,菅田主演劇情電影《相殘》,飾演篠垣遠馬,並因此獲得第37屆日本電影學院獎新人演員獎 ;10月12日,主演喜劇電影《男子高中生的日常》和純愛電影《向陽處的她》,在《男子高中生的日常》中飾演忠邦 、在《向陽處的她》中飾演奧田翔太;11月30日,主演校園電影《YOU回聲音樂同好會》,飾演松戶幸四郎。
2014年1月27日,參演愛情劇《多謝款待》,飾演悠太郎的長子西門泰介;4月18日,與大野智搭檔聯合出演日劇《死神君》,飾演死神的競爭對手惡魔,並憑借此劇獲得第81屆日劇學院賞助演男優賞 ;4月19日,參演劇情電影《只在那裏發光》,飾演大城拓兒,並獲得第29屆高崎電影節最佳男配角 ;5月,參演電影《暗金醜島君2》,飾演加賀;12月27日,主演漫畫改編電影《海月姬》,飾演鯉淵藏之助,為了飾演這個以女裝登場的角色,菅田在戲裏穿上女裝,透過控制飲食和整骨來保持身形 。同年還憑借電影《海月姬》和《只在那裏發光》奪得了第24屆日本電影批評家大獎-男配角獎 。
2015年1月15日,主演社會話題電視劇《問題餐廳》,飾演見習廚師星野大智;1月17日 ,主演阪神大地震20周年的特別紀念劇《二十歲與壹只》,飾演19歲的大男孩藤原理人 ;1月18日,主演劇情片《綁匪的女兒》,飾演武藤俊治。3月,參演動作喜劇電影《暗殺教室》,飾演赤羽業。5月16日,主演喜劇電影《明烏》 ,飾演被追債的牛郎直樹;5月30日,主演青春勵誌電視劇《想吃什錦面》,飾演佐田雅誌 。7月24日,與遠藤憲壹搭檔主演日本朝日電視臺喜劇《民王》,飾演武藤翔 ,憑借在該影片中的演出,獲得第40屆黃金飛翔獎-新人獎和第1屆 Confidence Awards Drama drama-最佳男主演。9月5日,出演愛情電影《Piece of Cake》,飾演川谷 。
2016年1月,主演根據藝人加藤成亮的同名小說改編的青春影片《粉與灰》 ,飾演河田大貴。3月5日,參演長篇電影《星之丘Wonderland》,飾演清川雄哉 ;3月25日,主演漫畫改編電影《暗殺教室:畢業篇》,飾演赤羽業 。4月11日,與福山雅治、藤原櫻合作主演月九劇《悅音響起》(又名《love song》),這是繼2011年出演《妳教會了我什麽最重要》之後,菅田時隔5年再次出演月九劇,在其中飾演愛慕女主的天野空壹 ;4月15日,主演惡搞爆笑SP劇《民王》,此次播出的內容為2015年《民王》的後續篇,飾演武藤翔。5月21日,與柳樂優彌、小松菜奈合作主演青春群像電影《毀滅寶貝》,飾演暴力青年北原裕也 。6月25日,主演推理電影《二重生活》,飾演珠與戀人卓也 。7月2日,主演漫畫改編電影《瀨戶內海》,飾演運動少年瀨戶壹角 。2016年秋,主演由同名漫畫改編的青春戀愛電影《溺水小刀》,飾演少年人長谷川航壹朗 。10月15日,出演佐藤健主演的電影《何者》,飾演神谷光太郎 ;10月29日,主演犯罪推理電影《死亡筆記2016》,飾演“瘋狂天才”的網絡恐怖分子紫苑優輝,該電影是《死亡筆記》(2006)的故事發生10年後的續作 。
2017年,主演漫畫改編真人電影《帝壹之國》,飾演赤場帝壹 。