Cinq ans plus tard, il fait un comeback remarqué à Hollywood en incarnant le rôle d'une transgenre atteinte du sida dans le drame "Dallas Buyers Club", de Jean-Marc Vallée. Il seconde Matthew McConaughey, titulaire du rôle principal et Jennifer Garner. Son interprétation du rôle de Rayon, pour lequel il a dû perdre entre 13 et 19 kilos, lui vaut de nombreuses récompenses de la part de cercles de critiques et dans différentes cérémonies, dont celle des Golden Globes en 2014 (Meilleur acteur dans un second rôle) et l'Oscar du meilleur acteur dans un second rôle le .