2006年はキャンプから頭角を現し、オープン戦で2本塁打、5割近い盗塁阻止率を記録したため、谷繁元信以来17年ぶりとなる高卒新人捕手の開幕一軍入り、3月25日の対オリックス・バファローズ戦で谷本稔以来51年ぶりとなる高卒新人捕手の開幕戦スタメンデビュー、飯田幸夫以来40年ぶりとなるパ・リーグ高卒新人開幕スタメンまで果たした。この開幕戦で7回に中堅へ安打を放ったが、高卒新人が開幕戦で安打を放ったのは、立浪和義以来2リーグ制後4人目であった。翌3月26日は19歳の涌井秀章とバッテリーを組み、初勝利。これは1989年の横浜大洋ホエールズの石井忠徳・谷繁バッテリー以来17年ぶりとなる10代バッテリーでの勝利であった。同月29日の対福岡ソフトバンクホークス戦（北九州市民球場）では、2回表にD.J.カラスコからプロ初本塁打となる満塁本塁打を放った。高卒新人がルーキーイヤーに満塁本塁打を記録したのは清原和博以来20年ぶりで、かつ高卒新人捕手としては史上初の快挙であった。同試合の6回表には2号本塁打を放ち、松井秀喜以来となる高卒新人の1試合2本塁打も記録した。しかし、その後は打率.160と不振に陥り、リード面においても課題を指摘されたことから、5月以降細川亨に正捕手の座を奪われ、5月12日に一軍登録を抹消された。6月6日に一軍へ復帰すると同日の試合で即スタメン起用され先制点を挙げるなど活躍し、再び一軍に定着した。同日の勝利投手は10代コンビの涌井であり、以降は涌井の先発時のみスタメンという起用法が続いた。シーズン終盤には細川のケガによる離脱により再び先発マスクを被ることが多くなった。2007年から登録名を本名の「炭谷銀仁朗（スコアボード表記は『炭谷』）」から「銀仁朗」に変更。開幕は二軍で迎えたが、二軍で打率.325を残し、守備でも安定した活躍を見せて5月30日に一軍昇格。しばらくは出場機会に恵まれなかったが、9月はほぼ全試合に出場した。しかし、打率.174に終わり、安打数の2倍以上の三振を喫した。2008年は出場が46試合と前年よりも増えた反面、64打数の半分近くで三振を喫するなど打撃面における課題は克服できず、細川の正捕手としての立場を脅かすには至らなかった。日本シリーズでは控え捕手として出場選手登録された。第5戦の2回裏、細川が一塁ベースに滑り込んだ際右肩を脱臼し負傷交代したため、代走として日本シリーズ初出場を果たし、残り2試合はいずれも先発出場した。2009年、背番号を「37」から「2」に変更。これは師匠と仰ぐ城島健司と同じ番号を付けたいとする本人の希望によるものであった。同シーズンは細川のケガによる長期離脱もあって正捕手として起用され、自己最多の112試合に出場した。チーム最多の14犠打を決め、盗塁阻止率はリーグ2位の.333を記録した。課題とされる打撃についても打率.220と自己最高の成績を残したものの、代打を送られた回数は46回と両リーグ最多であった。同年オフには涌井と共に最優秀バッテリー賞に選ばれ、初のタイトルを受賞。選考会議においてはソフトバンクの杉内俊哉・田上秀則バッテリーを推す評議員も多く、決選投票でも3対3と意見が分かれたが、最後は選考委員会の司会であった中畑清の「投手との共同作業である盗塁阻止率（.462）を評価したい。若い銀仁朗の今後の活躍に期待して」という意見が決め手となり涌井・銀仁朗バッテリーが受賞することとなった。2010年3月7日のオープン戦（対阪神タイガース戦）において、内野ゴロを放ち一塁へ駆け込んだ際に左足を負傷し途中退場。当初は「大腿骨の骨挫傷」と診断されていたが、再検査の結果「左ひざ内側半月板損傷および左前十字靱帯断裂」であることが判明した。ほぼ1年を棒に振る形となったものの、本人曰く「自分でもびっくりするぐらい早い」回復で9月29日に一軍登録され、公式戦最終戦とクライマックスシリーズ1stステージ第1戦の計2試合に出場した。2011年は前年オフに細川がFA権を行使し、ソフトバンクへ移籍したため、正捕手争いの一番手として期待され、開幕戦から出場。途中で怪我で戦線離脱し、一時スタメンの座を上本達之や今季途中加入の星孝典に奪われることもあったが、自身最多の122試合に出場した。12月6日に背番号「27」への変更と登録名が「炭谷」となることが発表された。2012年は正捕手に定着。シーズン終盤に左足を痛め、左足立方骨の亀裂骨折と判明するが、最終戦まで強行出場し、自己最多の139試合に出場。自身初となるゴールデングラブ賞も受賞した。シーズンでは本塁打はなかった。オフの11月6日に「侍ジャパンマッチ2012「日本代表 VS キューバ代表」」の日本代表に選出された。11月16日の試合では、先制本塁打を打った。12月4日には第3回WBC日本代表候補選手34人に選出されている。2013年2月20日に第3回WBC日本代表選手28人に選出された。3月12日の二次ラウンドオランダ戦ではスタメン出場した。レギュラーシーズンでは自己最多出場を更新する141試合に出場し、初めて規定打席に到達した。オフの11月には台湾で行われた「2013 BASEBALL CHALLENGE 日本 VS チャイニーズ・タイペイ」の日本代表に選出された。2014年も引き続き正捕手として出場したが、シーズン終盤はルーキーの森友哉が捕手として出場することが多くなり、規定打席には到達しなかった。この年に国内FA権を取得しており、FA宣言するか注目されていたが、宣言せず西武に残留した。2015年は開幕から正捕手となったが、8月まで毎月の打率が軒並み1割台、OPSも4割台で、スタメン出場は多かったものの、シーズン中盤は岡田雅利と途中交代する場面が見受けられた。しかし9月には月間打率.349 OPS.951と打撃開眼。今シーズン放った4本塁打も全て9月に放ったものである。結局この年は自身の打率を.211にまで持ち直したが、規定打席を満たした打者ではリーグワーストとなった。10月9日に第1回WBSCプレミア12の最終ロースター28名に選出された。11月10日に3年ぶり2回目となる三井ゴールデン・グラブ賞を受賞。11月24日には初のベストナインに選ばれている。2016年2月15日に「侍ジャパン強化試合 日本 vs チャイニーズタイペイ」の日本代表26名に選出された。シーズン開幕後から正捕手として起用されたが、岡田に先発マスクを奪われることも多く、8月からは森友哉の起用が目立ち、この年の出場試合は117試合で例年に比べると減少。打率も.218に終わった。11月29日の選手会納会で2017年から選手会長を務めることが発表された。なお、この年の8月、通算1000試合出場を達成し、記念クリアファイルが1ヶ月ほど配布された。2017年は当初、第4回WBC日本代表選手28人から漏れたが、嶋基宏の負傷による離脱に伴う補充選手として二大会連続で選出された。大会では小林誠司の好調さもあり前回同様控え捕手の位置付けであったが、二次ラウンドキューバ戦と準決勝のアメリカ戦（いずれも9回の1イニング）の2試合にいずれも小林に代打が出たあとの守備で出場した（打席機会はなし）。またロサンゼルス・ドジャースとの強化試合では一塁も守った。シーズンでは出場試合こそ岡田に先発を譲る試合もありやや減ったものの、打撃面では自己最高の打率(.251)を残し、本塁打打点も前年を大きく上回った。12月7日、嶋基宏の後を継ぎ、労働組合日本プロ野球選手会の第9代会長に選出された。高校から直接プロ入りした選手としては初。2018年は辻監督の方針で森友哉・岡田雅利との併用という形になり、開幕直後は主に菊池雄星・榎田大樹・ウルフと先発バッテリーを組んでいた。3,4月は月間打率3割超えと好調だったが、5月以降は月間打率が1割台～2割前半と低迷。森友哉の台頭・岡田雅利の打撃面での成長もあって徐々に出場機会を失い、3人の中で最も少ない47試合の出場にとどまった。また、同年オフにスタメンマスク(41試合)の半分以上バッテリーを組んだ菊地雄星がメジャー挑戦を表明。来季以降のさらなる出場機会減少が見込まれることもあり「野球人としてもう一回勝負したい」と海外FA権を行使した。11月24日、FA権行使により読売ジャイアンツへの移籍を表明。11月26日、NPBから公示される。