2007 spielte Downey in "Zodiac – Die Spur des Killers" einen Journalisten, 2008 übernahm er die Hauptrolle in der Comic-Verfilmung "Iron Man" und 2010 in der Fortsetzung "Iron Man 2". 2009 erhielt er für sein satirisch-komödiantisches Porträt eines Hollywood-Stars in Ben Stillers Komödie "Tropic Thunder", der seine Haut für die Rolle eines afroamerikanischen Soldaten schwarz färben lässt, eine weitere Golden-Globe- und Oscar-Nominierung. In Guy Ritchies Film "Sherlock Holmes" spielte Downey die Titelrolle und wurde bei den Golden Globe Awards 2010 in der Kategorie Bester Hauptdarsteller in einer Komödie oder einem Musical ausgezeichnet.