Nel 2012 è l'antagonista nel film "The Bourne Legacy" e co-protagonista della commedia "Moonrise Kingdom - Una fuga d'amore", accanto a Bruce Willis e Bill Murray; sempre nello stesso anno fa una piccola apparizione nel film "Il dittatore". Nel 2015 partecipa all'ultima opera del celebre regista messicano Alejandro González Iñárritu, la commedia drammatica "Birdman". Il film ottiene un ampio successo di critica e pubblico, grazie anche all'interpretazione di Michael Keaton nel ruolo del protagonista, ottenendo anche diverse candidature a premi di primo piano, tra cui il Golden Globe e i Premi Oscar. Norton si aggiudica una nomination per entrambi i premi come miglior attore non protagonista, ma in entrambi i casi viene battuto da J. K. Simmons per il film "Whiplash".