Von 2007 bis 2014 verkörperte Duchovny die Rolle des "Hank Moody", des zentralen Hauptcharakters, in der Serie "Californication", die bei den Golden Globe Awards 2008 ausgezeichnet wurde. Duchovny selbst erhielt für die Hauptrolle als "Hank Moody" ebenfalls den Golden Globe. Am 25. Juli 2008 startete der zweite "Akte-X"-Film "Akte X – Jenseits der Wahrheit". 2013 startete "Phantom", in dem Duchovny neben dem mehrfach für den Oscar nominierten Ed Harris spielt. Von 2015 bis 2016 verkörperte Duchovny den LAPD-Sergeant "Sam Hodiak" in der Krimiserie "Aquarius". Im Sommer 2015 stand er wieder für sechs neue Folgen von "Akte X" vor der Kamera, die Anfang 2016 ausgestrahlt wurden. Im zweiten Halbjahr 2017 wurde die vorläufig letzte Staffel von "Akte X" mit 10 neuen Folgen gedreht, die Anfang 2018 ausgestrahlt wurden.