2004年　キャンプ・オープン戦から注目されながら、前年の正遊撃手だった藤本敦士とポジションを争った末に、レギュラーシーズンの開幕戦である4月2日の対巨人戦（東京ドーム）に「7番・遊撃手」としてスタメン出場を果たした。しかし、開幕6試合目で藤本にスタメンを明け渡すと、一時は一軍に帯同しながらウエスタン・リーグの公式戦にも出場。シーズン通算では、一軍公式戦101試合の出場で打率.251、3本塁打、17打点という成績にとどまった。その一方で、7月9日に大阪ドームで催されたフレッシュオールスターゲームには、ウエスタン・リーグ選抜の「3番・遊撃手」として3打数1安打1盗塁を記録。シーズン中に藤本が野球日本代表としてアテネオリンピックに派遣されてからは、オリンピック終了後に藤本が打撃不振に見舞われたことも相まって、スタメン出場の機会を増やした。2005年　藤本の二塁コンバートを背景に、レギュラーシーズンの開幕から、正遊撃手として一軍公式戦全146試合に出場。開幕当初は下位打線に組み込まれていたが、2番打者を任されていた藤本と関本健太郎が相次いで打撃不振に陥ったことから、セ・パ交流戦以降は2番打者に定着した。レギュラーシーズン全体では、打率.278、9本塁打、52打点という成績を残すとともに、サヨナラ本塁打を2本放つなどチームの優勝に貢献。オールスターゲームに同リーグ遊撃手部門のファン投票1位で初出場を果たすとともに、千葉ロッテマリーンズとの日本シリーズにも出場した。シーズン終了後には、高校の1年先輩で、野球部のマネージャーだった一般人女性と結婚している。2006年　シーズン前半は主に「7番・遊撃手」、シーズン後半は「6番・遊撃手」として、一軍公式戦全146試合にフルイニング出場。6月1日の対東北楽天ゴールデンイーグルス戦で愛敬尚史から逆転2点本塁打、2日の対福岡ソフトバンクホークス戦では斉藤和巳からソロ本塁打とタイムリー二塁打、3日の対ソフトバンク戦では藤岡好明からサヨナラ安打を放ち、3日連続でヒーローインタビューに立った。ファン投票選出で2年連続でオールスターゲームに出場。9月前半まで打率3割台を維持したが、シーズン最終盤に成績を落とし、最終成績は打率.289、15本塁打、58打点だった。9月に長男が誕生。2007年　主に1番打者として、一軍公式戦全144試合に出場。打撃面では好不調の差が激しく、通算成績は打率.273、10本塁打、43打点と、前年を軒並み下回った。7月24日の対中日ドラゴンズ戦で、一軍公式戦340試合連続フルイニング出場のNPB遊撃手最多記録を樹立。9月28日の398試合まで記録を伸ばしたが、25日の試合で受けた死球の影響で翌29日に途中交代した。同年オフにレーシック手術を受け視力が回復した。2008年　レギュラーシーズンの開幕から「6番・遊撃手」に起用されると、一軍公式戦全144試合に出場。シーズン前半は3割を超える打率で、勝負強さも見せた。夏場に新井貴浩が離脱した際には3番や5番に入ったが調子を落とした。不調だった今岡誠が9月に復帰した後は再び6番に戻り、打率.281、13本塁打、自己最多の80打点を記録。10月19日のクライマックスシリーズ対中日戦では1試合2本塁打を放った。守備では簡易RF5.13を記録したが、ゴールデングラブ賞受賞はならなかった。同年は自身2度目の全試合フルイニング出場も達成してベストナインを初受賞。9月13日に次男が誕生。2009年　レギュラーシーズンの開幕戦で「3番・遊撃手」に起用されたことを皮切りに、一軍公式戦全144試合に出場。4月終了時点で90打数30安打14打点と好調だったが、5月に不調に陥り、打順も7番に降格し、チャンスで代打を送られるなど苦しんだ。シーズン後半は完全復調して打順も3番に戻り、打率.288、自身初の20本塁打、75打点を記録。安打、得点、打率、長打率、OPSはチーム1位。守備でも遊撃手としてリーグトップの守備率.990を記録した。これは平田勝男が1986年に記録した.988を上回る球団記録でもあった。11月26日、引退した赤星の後継としてチーム選手会長に就任した。2010年　前年に続いて、レギュラーシーズンの開幕から「3番・遊撃手」として、一軍公式戦全144試合に出場。5月にマット・マートンと交錯し腰椎を骨折した後、成績を落とし、4試合スタメン離脱。6月から7月まで1番打者を務め、3番に戻った8月から一気に調子を上げ、赤星の持っていた球団月間安打記録を更新する43安打を放つなど、月間打率.422、OPS 1.151の活躍で月間MVPを初受賞した。また、7月20日の対広島東洋カープ戦で球団史上初となる延長戦での逆転サヨナラ本塁打を放った。10月2日の対広島戦で、遊撃手としてプロ野球史上初となるシーズン100打点を記録。10月5日の対東京ヤクルトスワローズ戦でプロ通算1000本安打を達成。シーズンを通して打率.301、19本塁打、104打点と自己最高の成績を残し、リーグトップの得点圏打率.360、満塁打率.500を記録するなど勝負強さも見せて2年ぶり2度目のベストナインを受賞。この年に記録した104打点は遊撃手としてのシーズン最多打点のプロ野球記録である。7月2日に長女が誕生した。2011年　レギュラーシーズンの開幕から「3番・遊撃手」に定着すると、一軍公式戦全144試合に出場。5月15日の対中日戦で打球処理の際に右手人さし指の爪を裂傷し途中交代。翌週から始まったセ・パ交流戦では遊撃守備を上本博紀に譲り、5月28日に守備復帰するまで指名打者や代打で出場した。5月22日の対西武戦で通算1000試合出場を達成。この年に導入された統一球の影響もあり本塁打・打点は前年の半分以下に落ちたものの、2年連続の打率3割越え（打率.300・リーグ4位）を記録し、OPSはリーグ3位、RC27はリーグ2位をマーク。RCWINでは自己最高の数値を記録するなど、傑出度では過去最高の成績だった。また三塁打7・四球78・出塁率.395はいずれもリーグトップで、自身初のタイトルとなる最高出塁率を獲得した。上述の怪我で守備ができない時期もあったが、3年連続失策一桁台、自身の持つ球団記録を更新する守備率.991を記録して、ゴールデングラブ賞を初受賞、2年連続3度目となるベストナインも受賞した。9月3日に国内フリーエージェント (FA) 権を取得したが行使せず残留した。2012年　チームがキャプテン制を導入したのに伴い、野手キャプテンに選ばれた。レギュラーシーズンでは、阪神の選手でただ1人、全144試合に出場。通算成績は打率.262、8本塁打、59打点で、打率が前年を大きく下回ったものの、自己最高の94四球を記録したことで高い出塁率を維持した。8月には海外FA権を取得。「メジャーへの思いはあります」とメジャーリーグ挑戦志向があることを公言し、「メジャーか残留かは正直、五分五分」とまで話したが、前年と同じくFA権を行使せずに残留を表明。「いろんな可能性を残して、自分を奮い立たせてやりたい」と年俸2億8,000万円の単年契約で契約更改した。2013年 　レギュラーシーズン前に開かれたワールド・ベースボール・クラシック（WBC）に、日本代表として出場。日本代表の強化試合およびWBCの本選では、本職である遊撃手以外の内野手の層が薄いチーム編成の下で、公式戦での経験がほとんどない二塁手や三塁手としても多く起用された。2次ラウンドの対チャイニーズタイペイ戦（東京ドーム）で1点ビハインドの9回表1死から四球で出塁すると、2死後に打者・井端弘和の場面で二盗に成功。直後に井端の適時打で同点のホームを踏み、延長10回・4対3で日本代表が勝利したのに貢献した。翌日の対オランダ戦には、それまでの本選で無安打だったにもかかわらず、出塁率の高さや前述の盗塁を買われてリードオフマンとして先発出場。初回に先頭打者本塁打を右翼に放った。この一打をきっかけに、チームはWBC1試合最多記録タイの17安打・6本塁打の猛打を見せ、16-4で大会規定による7回コールド勝ち。3大会連続の決勝ラウンド進出を決めた。決勝ラウンド準決勝の対プエルトリコ戦（サンフランシスコ・AT&Tパーク）では、1番二塁手として8回裏の打席で三塁打を放つと、次打者・井端の適時打で日本代表唯一の得点を挙げたが、チームは1対3で敗退した。レギュラーシーズンでは藤川球児のメジャーリーグ移籍に伴いチームキャプテンに選ばれ、「3番・遊撃手」として公式戦への出場を継続。7月7日の対広島戦（マツダスタジアム）で、2004年9月9日の対ヤクルト戦（甲子園）からの連続試合出場記録がNPB歴代単独3位の1251試合に達した。また、オールスターゲームには、セントラル・リーグのファン投票・遊撃手部門で選出。同ゲーム前最後のリーグ戦であった7月17日の対巨人戦（甲子園）から9月16日の対ヤクルト戦（神宮）までは、球団史上最長・リーグ歴代3位タイの47試合連続出塁を記録した。8月30日の対広島戦（甲子園）で、自身初にして、阪神の遊撃手では1980年の真弓明信以来33年振りに4番で起用された。10月以降は3番に戻ったものの、公式戦ではリーグ最多および球団新記録の104四球を記録し、2年連続フルイニング出場を達成した。2011年以来2度目となるゴールデングラブ賞を両リーグ最多投票で受賞、通算4度目となるベストナインも受賞し、DELTA算出のUZRで遊撃手1位の26.4、1000イニングあたりのUZR/1000では2位の20.4を記録、同社算出の選手総合評価指標WARでは両リーグ1位の8.0を記録した。シーズンオフには「優勝できなかったということがあるし、チームの方に必要とされた」と話し、年俸3億円の単年契約で契約更改した。2014年　レギュラーシーズンの開幕前に背中の張りを訴えてオープン戦を数試合欠場したが、開幕戦であった3月28日の対巨人戦（東京ドーム）では、公式戦では2007年以来7年振りに「1番・遊撃手」としてスタメンに起用。4月には、30日の対広島戦（甲子園）2回裏に適時打で出塁すると、マウロ・ゴメスの本塁打によるホームインで月間30得点の球団新記録を達成した。5月29日の対西武戦（甲子園）では、現役選手では最も若い32歳11か月で、公式戦通算1500本安打を記録。レギュラーシーズン全体では、自己最高の打率.313、出塁率.406という成績を残した。また、NPBの遊撃手としては初めて、公式戦3年連続フルイニング出場を達成。藤村富美男と並ぶ球団タイ記録および、NPB史上4位に相当する10年連続全試合出場も成し遂げた。なお、シーズン終了後には、海外FA権を行使することを宣言。代理人にスコット・ボラスを立てたうえで、MLB球団への移籍を目指した。宣言後の交渉では、複数の球団が獲得に興味を示した。しかし、条件面で折り合いがつかなかったため、阪神への残留を表明した。2015年　春季キャンプ直前の1月22日に、推定年俸4億円（前年から1億円増）という条件で5年契約を締結した。鳥谷はこれに関して「阪神で終われたら」と、公の場で初めて「生涯虎」を誓った。レギュラーシーズンでは、9月3日の対広島戦（甲子園）で、球団歴代3位の通算1740安打を達成。4年連続の公式戦全試合フルイニング出場を達成するとともに、シーズン終了後には、3年連続6度目のベストナインを受賞した。通算6度目のベストナイン選出は、藤田平に並ぶ球団2位の記録である。その一方で、シーズン終了後には、2012年までのチームメイトだった金本知憲が一軍監督に就任。金本からゴメス・福留孝介と並んでレギュラー野手の座を早々に確約される一方で、「数字（成績）、実績、年齢、年数をすべて考えても、（金本自身が把握する限りでの鳥谷の能力に比べれば）物足りない。お前が変わらないと、チームも変わらない」という表現を通じて、打撃フォームの改造や長打力をあげるための体重増、意識改革を求められた。2016年　投手・野手別のキャプテン制度が4年振りに復活したことから、チームキャプテンから野手キャプテンに変更。金本監督による構想の下で、「6番・遊撃手」として公式戦をスタート。4月24日の対広島戦（マツダスタジアム）で、NPB公式戦600試合連続フルイニング出場を達成した。この記録は、NPBの野手では史上4人目、遊撃手のみで公式戦に出場した選手としては初めてであった。しかし前半戦では、プロ入り後自己ワーストの28打席連続無安打に陥ったり、4番と9番以外の全打順でスタメン出場を経験したりするなど総じて不振。4年振りにオールスターゲームへの出場を逃した。後半最初の試合であった7月18日の対巨人戦（甲子園）では、NPB公式戦通算1102三振を喫するとともに、阪神の選手による公式戦での通算最多三振記録を更新。結局、シーズンの通算打率は、プロ入り後最低の.236にとどまった。本塁打数（7本）や盗塁数（13）は例年とほぼ同じ水準だったものの、通算打点は36で、入団1年目に次ぐ少なさだった。また、7月24日の対広島戦（マツダスタジアム）でスタメンを外れたことによって、2011年10月24日の同カードから始まった公式戦での連続試合フルイニング出場記録は667試合で途切れた。この試合以降、代打からの途中出場が相次いだが連続試合出場は継続した。北條史也が遊撃手として頭角を現したことから、9月3日の対横浜戦（甲子園）では「6番・三塁手」としてスタメンに起用された。三塁手としての公式戦出場は2004年9月11日の同カード（横浜）、スタメンでの起用は同年6月20日の対巨人戦（東京ドーム）以来12年振り。この試合を境に、鳥谷を三塁手、北條を遊撃手としてスタメンで起用するパターンが定着した。鳥谷自身は、シーズン終了後に、2017年から遊撃一本で北條と再び競い合うことを金本に直訴している。9月30日の対巨人戦（甲子園）では、出場機会のないまま7回裏二死から強い降雨で試合が中断。試合自体は5回裏終了の時点で成立していたため、雨天コールドゲームへ至った場合には、自身の連続試合出場記録が1750試合で途切れる可能性があった。しかし、11分間の中断を経て試合が再開されると、8回表から三塁手として出場。チームのレギュラーシーズン最終戦であった翌10月1日の同カードでは、「6番・三塁手」としてのフル出場によって、上記の記録を1752試合にまで伸ばしている。2017年　春季一軍キャンプから北條との間で正遊撃手争いを展開したが、金本監督は北條をキャンプの「筆頭MVP」に選出する一方で、鳥谷には「北條に7対3で勝っても遊撃のレギュラー（として起用すること）はない」と通告。鳥谷は、オープン戦で二塁手や三塁手にも起用された後に、プロ14年目で初めて公式戦の開幕を三塁手として迎えた。レギュラーシーズンでは、開幕戦から三塁手として公式戦へのスタメン出場を続けた結果、4月19日の対中日戦（ナゴヤドーム）で連続出場試合数が1767試合に到達。金本が現役時代に達成した1766試合連続出場記録を上回るとともに、公式戦における連続出場試合数で、衣笠祥雄の2215試合に次ぐ単独2位に浮上した。5月24日の対巨人戦（甲子園）に「6番・三塁手」としてスタメンで出場したことによって、連続試合出場記録が1794試合にまで到達した。しかし5回裏の第2打席で、吉川光夫が投じた144km/hのストレートが顔面の右側付近を直撃した影響で昏倒。丹波幸一球審がこの投球を危険球と宣告したため、吉川が退場処分を受けたほか、鳥谷も鼻からの出血が止まらないままグラウンドを後にした。試合後の診察で鼻の骨が折れていることが判明したが、翌25日の同カード以降の試合にも、フェイスガードをつけながら代打や三塁手として出場を継続。セ・パ交流戦では、6月6日の対オリックスバファローズ戦（京セラドーム大阪）3回表の打席で金子千尋からシーズン2号本塁打（3点本塁打）を放ったことによって、交流戦通算350安打（NPBの一軍交流戦における個人最多安打記録）を達成した。さらに、球団からのノミネート選手としてセ・リーグの三塁手部門に名を連ねたオールスターゲームのファン投票では、リーグ全部門で最も（パ・リーグ全部門を含めれば3番目に）多い471,327票を獲得。三塁手としては初めての出場を果たした。9月8日の対DeNA戦（甲子園）で、2回裏に1死1塁で迎えた第1打席で井納翔一から右中間へ適時二塁打を放ち、NPB史上50人目の公式戦通算2000安打を達成した。達成までに要した出場試合数は1956試合で、NPB実働14年目での達成は、ドラフト制度導入後の1965年以降に新人扱いでNPBの球団と契約した日本人選手における最速記録。新人時代から一貫して阪神に在籍した生え抜き野手では、1983年に後楽園球場の対巨人戦で記録した藤田平以来2人目だが、本拠地・甲子園球場での達成は球団史上初めてである。翌9日の対DeNA戦（甲子園）では、第4打席まで凡退したものの、延長12回裏に2死満塁で迎えた第5打席で通算2001本目の安打をサヨナラ安打で記録した。レギュラーシーズンの最終戦であった10月10日の対中日戦（甲子園）で4打数4安打以上の記録を残せば、シーズンの最終打率が3年振りに3割へ達する可能性があったが、実際には4打数無安打で終了（最終打率は.293）。その一方で、NPB史上15人目の公式戦通算1000四球を達成した。レギュラーシーズン全体では、公式戦全143試合に出場。打率.293、4本塁打、41打点、143安打、出塁率.390、OPS.767など、前年を大きく上回る成績で復活を果たした。さらに、シーズン終了後には、セ・リーグの三塁手部門でゴールデングラブ賞に選ばれた。遊撃手部門では過去に4回受賞しているが、三塁手部門での選出は初めてである。2018年　春季一軍キャンプの途中から、二塁守備の練習を本格的に始めた。メインポジションが一塁であるウィリン・ロサリオが4番打者候補として入団したことを機に、前年に新人ながらレギュラーシーズン後半から主に一塁手として長打力を発揮していた大山悠輔を、本来のポジションである三塁へ回したことによる。オープン戦でも主に二塁を守ると、3月30日には、巨人との開幕戦（東京ドーム）に「2番・二塁手」としてスタメンで出場。開幕当初から打撃が振るわず、前年までの正二塁手である上本や西岡剛などとの併用策の下でスタメン起用の機会が限られていたが、試合途中からの出場を繰り返しながら連続試合出場記録を更新していた。5月18日の対中日戦（ナゴヤドーム）では、9回表に代打へ起用されたことによって、一軍公式戦における通算出場試合数の球団記録（2011試合）を達成。この時に、公式戦では初めて、代打で犠打を記録した。セ・パ公式戦の初戦に当たる5月29日の対ソフトバンク戦（甲子園）にもベンチへ入っていたが、最後まで出場の機会がなかったため、連続試合出場記録は1939試合、シーズン全試合出場記録は13シーズン（いずれもNPB歴代2位）で途絶えた。ただし、以降のシーズンも、一軍に帯同したまま公式戦へ随時出場。三塁手へ再び転向した6月には、月間打率が.300を超えた。8月18日の対ヤクルト戦（神宮）では、マット・カラシティーからシーズン1号本塁打を放ったことによって、入団1年目からの一軍公式戦15年連続本塁打を記録。9月下旬以降の試合では、シーズン途中から正遊撃手の座を奪い返していた北條の故障離脱などを背景に、遊撃手としての出場を再開した。10月4日の対ヤクルト戦（甲子園）では、5回裏に代打で星知弥から適時打を放ったことによって、藤田平が保持していた一軍公式戦における球団歴代最多安打記録（2064安打）を更新。シーズン通算では121試合に出場したが、入団1年目以来14年振りにセ・リーグの最終規定打席へ到達せず、本塁打数は入団後最少の1本、打率は入団後最低の.232にとどまった。シーズン終了後には、金本に代わって一軍監督へ就任した矢野燿大に対して、北條などとの間で正遊撃手の座を再び争うことを直訴。阪神との5年契約が翌2019年シーズンで満了することから、推定年俸4億円（現状維持）という条件で契約を更改した直後には、「野球を続けられるのか、辞めなきゃいけないのか、（2019年は自分にとって）大事な1年になる」という表現で、同年の結果によっては現役引退を覚悟していることを示唆した。2019年 　春季キャンプから、北條や新人の木浪聖也との間で正遊撃手争いを展開。オープン戦では14試合の出場で打率.308と好調だったが、木浪がチームのオープン戦新人最多安打記録（通算22安打）を達成するなど好成績を残したことから、3月29日のレギュラーシーズン開幕戦（京セラドーム大阪での対ヤクルト戦）では木浪に遊撃スタメンの座を明け渡した。一軍開幕戦でのベンチスタートは、阪神への入団16年目で初めての経験だったが、延長11回裏に代打へ起用されると三塁打を記録。チームのサヨナラ勝利および、一軍監督としての矢野の公式戦初勝利につなげた。以降のシーズンは、木浪と北條が揃って不振だった時期に遊撃手としてスタメンに起用された程度で、主に代打として出場。例年どおり一軍へ帯同しながら調整を続けたが、前年来の打撃不振は深刻で、出場62試合（93打席）の時点までは打点すら挙げられなかった。この年で5年契約が満了することから、同月29日には、翌2020年の去就をめぐって球団の幹部と会談。その席上で、翌年の戦力構想から外れていること（事実上の引退勧告）を伝えられた。鳥谷自身も8月31日に、去就への明言を避けながら、この年限りで阪神を退団することを表明した。同時に二軍での調整を首脳陣へ申し出たが、「（この時点でセ・リーグ優勝の可能性が消滅していたチームが）クライマックスシリーズへ進出するためには必要な戦力」として矢野が慰留したため、引き続き一軍へ帯同。9月12日の対ヤクルト戦（甲子園）8回裏1死1塁から代打で適時二塁打を放ったことによって、シーズン初打点を記録した。その後は同月15日の対巨人戦（東京ドーム）で代打で2点適時打、22日の対DeNA戦でも代打で先制適時打を放つなどの活躍を見せたが、出場試合数はプロ入り最低の74試合に留まり、本塁打0とプロ入り後初めて1本も本塁打が打てず、打率.207、打点4、出塁率.298はいずれもプロ入り最低を記録するなど、ほとんどの指標でプロ入り最低の成績であった。シーズン最終戦となった対中日戦ではベンチスタートであったが、7回裏に先頭の岩崎優の代打で出るとそのまま遊撃手の守備に就き、試合終了まで出場し、阪神の鳥谷としてのレギュラーシーズンを終え、チームも逆転でCS進出を決めた試合となった。