在2009年開拍的由鈕承澤執導，李烈監製的臺灣電影《艋舺》中，阮經天飾演一個1980年代晚期臺北艋舺的一個高智商，個性內斂冷靜的黑社會分子何天佑（和尚），並隨片赴法國戛納影展參與宣傳。《艋舺》爲一部描述早期萬華地區黑道勢力故事電影。這是一部有着黑幫背景的青春動作片，是一段青春記事。《艋舺》於2010年2月5日春節檔期在臺灣上映，上映不到10天，臺灣票房衝破約1億5千萬元新臺幣，成爲首周票房冠軍，更創下臺灣本土電影史首周票房紀錄。2010年10月1日，阮經天憑藉《艋舺》入圍第47屆金馬獎最佳男主角，是臺灣地區唯一一位入圍的男藝人：2010年11月20日憑藉該片獲得第47屆金馬獎最佳男主角。2012年2月14日，由鈕承澤導演，趙薇、舒淇、阮經天、趙又廷、彭于晏等主演的愛情電影《LOVE》上映，阮經天出演了“口吃處男”一角。
2012年12月20日，由劉偉強執導的電影《血滴子》上映，其中阮經天、黃曉明、李宇春、余文樂、井柏然、蒲巴甲、週一圍等擔任主演，阮經天飾演血滴子隊長冷。2014年9月5日，阮經天主演的電影《軍中樂園》在臺灣上映。12月，阮經天搭檔Angelababy、郝蕾、熱依扎等出演《謀殺似水年華》，2015年3月殺青。2015年1月16日，阮經天主演的電影《暴走神探》在中國大陸上映。
同年參演的愛情電影《戀愛中的城市》於8月20日上映。11月21日，擔任CCTV《了不起的挑戰》節目主持人。2016年，主演的愛情懸疑電影《謀殺似水年華》定檔情人節。同年加入聚男小編視頻的《約吧大明星》欄目擔任萬事屋的社長。2016年4月16日，第六屆北京國際電影節開幕，阮經天攜新片《紐約紐約》亮相。最近更是獲得網友讚歎演技自然。
