La 20th Century Fox sceglie Branagh come regista del remake di "Assassinio sull'Orient Express", tratto dall'omonimo romanzo giallo di Agatha Christie, già portato sullo schermo da Sidney Lumet nel 1974. Oltre a dirigere la pellicola, Branagh interpreta anche il protagonista Hercule Poirot. Le riprese si svolgono tra l'autunno 2016 e la primavera 2017 tra Egitto, Londra e Malta. Per la prima volta dai tempi di "Hamlet", Branagh riunisce un cast stellare che comprende i premi Oscar Penélope Cruz, Judi Dench, Olivia Colman, insieme a Derek Jacobi, Johnny Depp, Michelle Pfeiffer, Josh Gad, Sergei Polunin e Daisy Ridley. Il film esce nelle sale inglesi il 9 novembre 2017 e diventa uno dei maggiori successi commerciali dell'anno. In ragione di ciò, la Fox conferma Branagh anche alla regia del sequel, "Assassinio sul Nilo" previsto per il 2021. Sempre nel 2017 prende parte all'acclamato film di Christopher Nolan "Dunkirk" incentrato sull'Operazione Dynamo del 1940. Il film si aggiudica 3 Premi Oscar. Nel 2020 ritorna a lavorare con Christopher Nolan prendendo parte al suo ultimo film, "Tenet".