בשנת 1973 חזר חנוך לישראל. הקלטותיו הראשונות עם שובו ארצה היו השירים "לך לפסיכיאטר" ו"לא יודע איך לומר לך" עם הרכב "בני נח" בהנהגתו של פרד פילד. ניסיונו להקים הרכב על בנוסח קרוסבי, סטילס, נאש ויאנג עם מתי כספי, אריאל זילבר ודני ליטני הוביל עם פרישתם של כספי וליטני להקמת להקת תמוז. בהנהגתם המשותפת של חנוך ואריאל זילבר ובשיתוף יהודה עדר (גיטרה) מאיר ישראל (תופים) ואיתן גדרון (בס), הפכה תמוז ללהקת הרוק המשמעותית ביותר של שנות ה-70. אלבומה היחיד של הלהקה, "סוף עונת התפוזים" (1976) בהפקתו המוזיקלית של לואי להב, נחשב לאבן דרך בתולדות הרוק הישראלי, ולאלבום הבולט של תקופתו.
"תמוז" יצאה לסיבוב הופעות מצליח על מנת לקדם את האלבום. אמנם הלהקה זכתה להצלחה גדולה, אך ההפקה המהוקצעת עלתה כסף רב, והלהקה הפסידה כסף. על רקע המצב הפיננסי הקשה, ועקב חוסר שביעות רצון של זילבר מהכיוון המוזיקלי המלוטש שהניב שיתוף הפעולה עם להב, נוצר מתח רב בינו ובין חברי הלהקה, ובמיוחד עם חנוך. המצב החמיר עד כדי כך, שזילבר היה עולה להופעות עם שקית נייר על ראשו, ולפעמים אף היה הורס קטעים בכוונה. הלהקה החליטה להתפרק, אך ערכה סיבוב הופעות מוצלח אחרון כדי לכסות את חובותיה.
"אדם בתוך עצמו".
לאחר פירוק תמוז הקליט חנוך את אלבום הסולו הראשון שלו בעברית, "אדם בתוך עצמו" (1977). השירים היו שקטים ומינוריים, בהם שיר הנושא ו"לילות שקטים". רוב שירי האלבום עסקו בחייו של חנוך עצמו, שהיה לאחר פרידה קשה מאשתו. באלבום ניגנו אלונה טוראל על פסנתר וכלי הקשה, אוהד אינגר על גיטרה בס, אלון הלל על תופים וכלי הקשה, חיים קריו על גיטרה חשמלית ואקוסטית, וכן חנוך עצמו בגיטרות אקוסטיות. את ההפקה לאלבום ביצע לואי להב.
בשנת 1978 הופיע חנוך בפסטיבל נביעות 1978, שנערך בנואיבה. הופעותיו בפסטיבל זכו להצלחה רבה והיו משיאי הפסטיבל. בתקופה זו הקליט את השירים "כל זמן זה הזמן" ו"היה כדאי" שהיו להיטים גדולים. באותה שנה הפיק מוזיקלית את אלבום הבכורה של חברו מאיר אריאל, "שירי חג ומועד ונופל". הייתה זו הפעם הראשונה שבה היה חנוך חתום על אלבום כמפיק מוזיקלי.
בשנת 1979 יצאו אריק איינשטיין ושלום חנוך למסע הופעות משותף. המופע הוקלט בהיכל התרבות ויצא על גבי האלבום "אריק איינשטיין ושלום חנוך בהופעה משותפת". האלבום כלל שירים חדשים של איינשטיין וחנוך כשאחד מהם הוא השיר "סן פרנסיסקו על המים".
בשנת 1980 הפיק מוזיקלית את אלבומו של אריק איינשטיין "". באותה שנה כתב והלחין ליהודית רביץ את "שיר ללא שם". בנוסף הלחין לאלבומו של אריק איינשטיין "חמוש במשקפיים" את השירים "עצים", "סן פרנסיסקו על המים" ו"תל אביב גדות הירקון 1950". בשנת 1981 הלחין לנורית גלרון את השיר "עץ השדה" למילותיו של המשורר נתן זך.
חתונה לבנה.
ב-1981 יצר חנוך את אחד האלבומים החשובים בקריירה שלו: "חתונה לבנה". המעבד ירוסלב יעקובוביץ', והמנהל האומנותי לואי להב שמו דגש על תפקידי הכלים, ונוצר צליל כבד ולעיתים צורמני שהאפיל על השירה של חנוך. חנוך חדל לשיר בקול הגבוה שאפיין אותו בתחילת הקריירה, והחל לשיר בקול נמוך וצרוד - סגנון שירה שמלווה אותו מאז לאורך כל הקריירה. השירים היו מורכבים גם מבחינת הטקסט, ועסקו בגירושיו של חנוך, יחסים, כסף והצלחה. בין השירים היו "הדרכים הידועות", "חתונה לבנה" ו"שיר דרך" היותר קליל. האלבום לא זכה להצלחה מסחרית גדולה בזמנו, אך כיום הוא מזוהה כחדשני לתקופתו, ביצירת רוק כבד ומחוספס בעברית.
בשנת 2008 הוציאה חברת הד ארצי בהפקתו של משה לוי אלבום מחווה ל"חתונה לבנה", בשם "הדרכים הידועות". האלבום כלל גרסאות כיסוי של שירי האלבום, שבוצעו על ידי זמרים שונים. התפרסמו מתוכו ביצועיהם של אביתר בנאי ל"חתונה לבנה", של אסף אמדורסקי ל"זה רק געגוע" ושל מוש בן ארי ל"הדרכים הידועות".
המשך שנות ה-80.
בשנת 1983 הקליט חנוך את האלבום "על פני האדמה", שכלל בעיקר חידושים לשירים שכתב לאמנים אחרים, "עץ השדה", "עצים", ו"הבלדה על יואל משה סלומון". לצדם מנה האלבום שלושה שירים חדשים: "על פני האדמה", "ירוק על ירוק" ו"ניגע אל החלום". להפקה המוזיקלית באלבום היה שותף לראשונה משה לוי, שהפיק מאז את כל אלבומיו של חנוך. האלבום לא הצליח, וכן גם המופע שקידם אותו, ולאחר מכן לקח חנוך הפסקה למשך שנה.
בדצמבר 1984 וינואר 1985 הקליט חנוך את אלבומו המצליח ביותר, "מחכים למשיח", שבו בלטו שירי מחאה פוליטיים וחברתיים: "מחכים למשיח", שעסק במשבר מניות הבנקים ובמשבר הכלכלי, "לא עוצר באדום", שההשערה הרווחת היא שנכתב על אריאל שרון, שר הביטחון במלחמת שלום הגליל, "אין מחלוקת" ו"שוקו". לצדם נכללו שירים אישיים כמו "זה לא נוח" ושירי אהבה כמו "קרן שמש מאוחרת" ו"דז'ה וו". האלבום כלל הפקה יותר פופ-רוקית שהתאימה לרוח התקופה ולמוזיקה האמריקאית הפופולרית של ברוס ספרינגסטין, שהצליח באותו זמן עם האלבום "Born In The USA". האלבום יצא במרץ 1985 והצליח רבות ביקורתית ומסחרית, ומכר עד סוף שנות ה-90 בפורמט של תקליט ובהוצאה מחודשת על דיסק כ-70,000 עותקים. הופקו קליפים לשירים "מחכים למשיח" ו-"דז'ה וו", שצולמו בהאנגר בנמל יפו שם נערכו חזרות למופע. עם חנוך בשירה וגיטרה השתתפו המעבד משה לוי בקלידים וקולות, חיים רומנו בגיטרה, אוהד אינגר בבס ואלון הלל בתופים. בחלק מההופעות הצטרפו ירוסלב יעקובוביץ' בסקסופונים ודפנה ארמוני בשירה.
בעקבות האלבום תכנן חנוך מסע הופעות באולמות קטנים, אך בסופו של דבר הוחלט לקחת הימור, ולערוך ארבע הופעות אצטדיון גדולות בבריכת הסולטן בירושלים, באמפיתיאטרון בקיסריה, באמפי בצמח (במסגרת "ליל אהבה בצמח") ובפארק הירקון, שם הופיע חנוך מול 150,000 איש. הופעות אלו נחלו הצלחה חסרת תקדים, שהפכה את חנוך לכוכב הרוק הפופולרי בישראל באותה תקופה. התופעה "מחכים למשיח" והביקוש הבלתי נגמר הובילו לכך שנערכו עוד 10 הופעות ענק ב-1985, ביניהם בפסטיבל טאבה ביולי ובהיכל התרבות בתל אביב, ולעוד סיבוב שנקרא "מחכים למשיח ב'" עם 14 הופעות באמצע 1986, ביניהם שוב בפארק הירקון, בצמח, בבריכת הסולטן ועוד.
בשנת 1986 הפיק חנוך מוזיקלית את אלבום הבכורה של דפנה ארמוני, וכתב והלחין בו את רוב השירים, בהם "אלה", "אוהבת אותך עוזבת אותך", "למה דווקא איתך" ו"היא תיקח אותך". באותה שנה חיבר את המוזיקה לסרט כפפות בבימויו של רפי אדר.
בשנת 1988 הפיקה גרושתו של חנוך, ליהי, סרט המתעד את הופעותיו בשם "רומן אמיתי". בסרט תועדו הופעותיו בשנה זו בעיקר עם חומר חדש שטרם יצא על גבי אלבום. הקהל עדיין נהר להופעות, אך לא עיכל בקלות את השירים החדשים. בהמשך השנה הופיעו שירים אלה ואחרים באלבום "רק בן אדם", שכלל שירים כ"נגד הרוח", "כדי לחיות", "בסוף אמצא אותך" ושיר הנושא. האלבום לא זכה להצלחה, לדעת חנוך מכיוון שנגינת הכלים הוקלטה באנגליה ואילו השירה בישראל, מה שגרם, לכאורה, לניתוק מסוים בין השניים. האלבום קיבל גם ביקורת על כך שניגנו נגנים לא ישראלים. גם ההופעות שליוו את האלבום לא זכו להצלחה רבה.
שנות ה-90.
בשנת 1991 הקליט חנוך את אלבומו "בגילגול הזה", שזכה להצלחה גדולה. בין השירים בלטו "אומרים שבלי" (למילותיו של מאיר אריאל), "דיאלוג", "בדיוק כמוך", שיר הנושא ו"ככה וככה", שהיה הסינגל המצליח ביותר מהאלבום.
בשנת 1992 הוציא אוסף שירים שקטים (חלקם מתוך סיבוב הופעות אקוסטי שנקרא "מישהו הפסיק את הזרם"), בשם "לא יכול לישון עכשיו", ובו שיר אחד חדש, "מביאה הכל", שהוקדש לידידתו של חנוך, השחקנית טליה שפירא, שנפטרה באותה תקופה.
בשנת 1994 הקליט חנוך את אלבומו "א-לי-מות", שבו בלטו השירים "לאט לאט", "אל תוותר", "במכונית החדשה של אבא" ושיר הנושא. אלבום זה נחשב לאלבום איכותי, ותוכנו עסק בעיקר באלימות המתגברת והולכת בארץ.
בשנת 1997 הקליט חנוך את אלבומו "ערב ערב", שבו בלטו השירים "אל תקרא לי עם", "המלצה ליומית", "הליקופטר", "לעולם לא אעזוב אותך עוד", "אוזניים לטלפון" ושיר הנושא. בהמשך השנה הלחין לאלבומו של אריק איינשטיין "לאן פרחו הפרפרים" את השיר "שלום חבר" למילותיו של יעקב רוטבליט, שנכתב לזכר ראש הממשלה יצחק רבין. היה זה שיתוף פעולה ראשון של איינשטיין ושל חנוך לאחר 17 שנה. שיתוף הפעולה הביא להקלטת אלבום משותף של השניים, "מוסקט", שיצא ב-1999. חנוך הלחין את כל שירי האלבום, כתב את המילים לחלק מהם, ועיבד אותם יחד עם משה לוי ואמיר צורף. בין השירים בלטו הדואט של חנוך ואיינשטיין "כל אחד רוצה", "גיטרה וכינור" ו"שמור על עצמך".
העשור הראשון של המאה ה-21.
בשנת 2001 הפיק לייבל עצמאי בשם C90 בוטלג של חנוך מסיבוב ההופעות של "חתונה לבנה", בשם "לבן של חתונה". בדיסק הכפול, שהופץ בעשרים עותקים ממוספרים בלבד, תועדה הופעה שהוקלטה על טייפ פשוט בתיאטרון "הדר" בגבעתיים בינואר 1982. בשנת 2002, במלאת 25 שנים לצאת האלבום "אדם בתוך עצמו", הוצא האלבום מחדש בתוספת הקלטה מחודשת של השיר "כל פעם קצת יותר" (שהופיע בעבר ב"ערב ערב") שהוקלטה בשנת 2000 בביתו של טכנאי ההקלטה טומי פרידמן בשיתוף עם דויד ברוזה.
בשנת 2001 הלחין חנוך שני שירים לאלבום לאט של יוסי בנאי, "מכתבים ברוח" ו"איך זה קורה", שניהם בהפקתו המוזיקלית של יונתן בר גיורא.
בשנת 2003 הקליט חנוך את אלבומו "אור ישראלי", פרויקט משותף שלו עם להקת הרוק מוניקה סקס, שמלווה אותו באלבום. באלבום בלטו השירים "אהבת נעורי", שיצא כסינגל רק לאחר שזכה להצלחה בתחנות הרדיו, הסינגל הראשון "היום", "ראש המשלה" הפוליטי ושיר הנושא.