Im Juni 2015 wurde bekannt, dass Holland in der im Marvel Cinematic Universe (MCU) angesiedelten Neuverfilmung von "Spider-Man" die Figur des Peter Parker (alias "Spider-Man") spielen wird. Seinen ersten Auftritt in dieser Rolle hatte er bereits 2016 in '. Die schauspielerische Leistung von Holland war nach der Premiere des Films vielfach gelobt und der Schauspieler als der neue "Spider-Man" begrüßt worden. Besonders aufgrund seines jugendlichen Alters und seiner eindrucksvollen Bewegungen, die seine Erfahrungen als Turner und Akrobat zeigten, bewege sich Holland näher an den "Spider-Man"-Comic-Heften. Dies zeige insbesondere sein Flip beim Auftreten der Figur sowie viele der Stunts, die der Schauspieler in "The First Avenger: Civil War" selbst durchführte. Auch Tobey Maguire, der selbst die Figur ab 2002 zu neuer Berühmtheit geführt hatte, gratulierte Holland nach seiner Einführung in das MCU und zeigte sich angetan vom neuen "Spider-Man". ' kam im Juli 2017 in die deutschen Kinos. In dem Film "Edison – Ein Leben voller Licht" von Alfonso Gomez-Rejon, der im September 2017 im Rahmen des Toronto International Film Festivals seine Weltpremiere feierte, spielt Holland den Wirtschaftsmagnaten Samuel Insull.