在2009年开拍的由钮承泽执导，李烈监制的台湾电影《艋舺》中，阮经天饰演一个1980年代晚期台北艋舺的一个高智商，个性内敛冷静的黑社会分子何天佑（和尚），并随片赴法国戛纳影展参与宣传。《艋舺》为一部描述早期万华地区黑道势力故事电影。这是一部有着黑帮背景的青春动作片，是一段青春记事。《艋舺》于2010年2月5日春节档期在台湾上映，上映不到10天，台湾票房冲破约1亿5千万元新台币，成为首周票房冠军，更创下台湾本土电影史首周票房纪录。2010年10月1日，阮经天凭借《艋舺》入围第47届金马奖最佳男主角，是台湾地区唯一一位入围的男艺人：2010年11月20日凭借该片获得第47届金马奖最佳男主角。2012年2月14日，由钮承泽导演，赵薇、舒淇、阮经天、赵又廷、彭于晏等主演的爱情电影《LOVE》上映，阮经天出演了“口吃处男”一角。

2012年12月20日，由刘伟强执导的电影《血滴子》上映，其中阮经天、黄晓明、李宇春、余文乐、井柏然、蒲巴甲、周一围等担任主演，阮经天饰演血滴子队长冷。2014年9月5日，阮经天主演的电影《军中乐园》在台湾上映。12月，阮经天搭档Angelababy、郝蕾、热依扎等出演《谋杀似水年华》，2015年3月杀青。2015年1月16日，阮经天主演的电影《暴走神探》在中国大陆上映。

同年参演的爱情电影《恋爱中的城市》于8月20日上映。11月21日，担任CCTV《了不起的挑战》节目主持人。2016年，主演的爱情悬疑电影《谋杀似水年华》定档情人节。同年加入聚男小编视频的《约吧大明星》栏目担任万事屋的社长。2016年4月16日，第六届北京国际电影节开幕，阮经天携新片《纽约纽约》亮相。最近更是获得网友赞叹演技自然。