Năm 2019, Phoenix vào vai nhân vật Joker của DC Comics trong bộ phim giật gân tâm lý "Joker" do Todd Phillips đạo diễn. Lấy bối cảnh vào năm 1981, bộ phim theo chân Arthur Fleck, một gã hề kiêm diễn viên hài độc thoại điên loạn là nguyên nhân dẫn tới cuộc cách mạng phản văn hóa đầy bạo lực chống lại tầng lớp thượng lưu của thành phố Gotham. Phoenix đã giảm 24 kg để chuẩn bị cho vai diễn, đồng thời tự học cách cười thông qua các "video về những người mắc chứng rối loạn cảm xúc." Dù được đánh giá cao tại Liên hoan phim quốc tế Venice lần thứ 76, bộ phim vấp phải nhiều ý kiến trái chiều từ giới chuyên môn sau khi ra rạp. Trong khi phần trình diễn của Phoenix nhận được nhiều lời khen ngợi, thì tông màu u ám cùng cách miêu tả căn bệnh tâm thần và xử lý bạo lực đã chia rẽ các luồng ý kiến đánh giá, đồng thời tạo ra mối lo ngại về những tác động đối với các hành vi bạo lực ngoài đời thực. Rạp chiếu phim nơi xảy ra vụ xả súng hàng loạt ở Aurora, Colorado năm 2012 trong buổi chiếu phim "Kỵ sĩ bóng đêm trỗi dậy" đã từ chối công chiếu bộ phim này. Mặc dù vậy, "Joker" vẫn đạt thành công vang dội tại phòng vé toàn cầu với doanh thu hơn 1 tỷ USD so với kinh phí sản xuất chỉ 55 triệu USD, trở thành bộ phim gắn nhãn R đầu tiên và duy nhất đạt được mốc số này, cũng như là bộ phim có doanh thu cao nhất trong sự nghiệp của Phoenix. Pete Hammond của "Deadline" đã viết về màn trình diễn "phi thường" của Phoenix, miêu tả nó là "tuyệt vời và mạo hiểm", còn David Rooney của "The Hollywood Reporter" thì gọi vai diễn của Phoenix là "yếu tố đáng xem" của bộ phim. Tác phẩm đã mang về cho anh rất nhiều giải thưởng, bao gồm giải Oscar, giải Quả cầu vàng, giải BAFTA, giải SAG và giải Critic's Choice cho Nam diễn viên chính xuất sắc nhất.