2005年は開幕一軍入りを果たしたが、6月中旬に二軍降格。7月末に一軍へ再昇格し、9月には好投を続け2連勝を記録、日本シリーズでも救援登板したが、シーズン防御率は5点台に終わった。二軍のウエスタン・リーグでは10試合38回を投げて41奪三振、22被安打、15与四球でWHIP0.97、防御率1.42を記録。2006年は開幕から交流戦まで膝の手術で離脱したジェフ・ウィリアムスに代わり左の中継ぎとして起用された。開幕10戦中にチームは4敗したが、そのうち3敗は継投失敗により能見が敗戦投手の責任を背負うというケースであった。ウィリアムスが復帰すると二軍へ降格。二軍では6試合に登板して防御率3.60だった。オフにはハワイ・ウィンターリーグに派遣され、十分な成績を残した。2007年はメジャー移籍で抜けた井川の穴埋めを期待され先発ローテーションとしてスタートしたが、4月が終わるまでに5試合で1勝3敗と結果を出せず中継ぎに配置転換。しかし、中継ぎでもほとんどの登板で被安打を許す不安定な投球が続き、5月27日の対千葉ロッテマリーンズ戦で1回5失点と炎上してからは二軍降格。この試合では福浦和也にチームとして3個目の死球を与え、その裏にロッテの藤田宗一が金本知憲に与えた死球が報復とされ乱闘となるきっかけを作った。その後、8月中旬に先発ローテーションとして一軍復帰すると4試合でプロ初完封を含む3勝と好投を続けたが、9月11日に4回途中7失点でノックアウトされると、その後2度の先発登板も5回まで投げきることができず、シーズンを終えた。二軍では7試合に登板してチームトップタイ、リーグ2位の6勝を挙げて防御率2.51, 43回で37奪三振を記録、35被安打、15与四球でWHIP1.12と安定した内容だった。2008年は中継ぎでスタートしたが、5月7日の対読売ジャイアンツ（巨人）戦でアレックス・ラミレスに本塁打性の当たりを打たれる（外野席の最前列にいた観客が打球を手でブロックしたため審判団が協議の結果二塁打となった）など成績は向上せず、11試合の登板でプロ入り後初の未勝利に終わった。二軍では29試合に登板してリーグ6位の5勝、同2位でチームトップの11セーブ、同5位の52奪三振で防御率0.83、WHIPも0.90を記録した。2009年は同じ左腕の岩田稔など投手陣に故障者が出た影響もあって開幕から先発ローテーション入り。6月までは打線の援護に恵まれない試合もあって負けが先行し、7月4日の対東京ヤクルトスワローズ戦では5回途中4失点で敗戦投手となり、その後3試合はリリーフでの登板となった。7月19日の対巨人戦で再び先発して9回を2安打無失点12奪三振で勝利投手となった後は登板した11試合全てに先発して9勝2敗と安定した投球を続け、プロ入り後初の規定投球回到達となるリーグ9位の165回を投げ、共に同4位の防御率2.62に13勝、同2位の154奪三振といずれもチームトップの成績を記録した。同年は対巨人戦で内海哲也を相手に4試合連続で投げ勝ち、広島東洋カープに対しても7試合の登板で4勝して防御率1.45と得意にした。2010年5月2日の対巨人戦で走塁中に右足を痛め途中交代した。怪我の結果右足楔状骨の剥離骨折と診断され、登録抹消。9月9日の対中日ドラゴンズ戦で復帰、7回2失点10奪三振。9月18日の阪神甲子園球場で行われた対巨人戦で7回無失点の快投を見せ、4月24日以来の勝利を挙げた。9月29日の対巨人戦では6回1失点で6勝目を挙げるとともに、前年7月から続く対巨人戦7連勝を達成。阪神投手では1979年の小林繁の8連勝に次ぐ単独2位の記録である。9月に自身初の月間MVPに選ばれた。最終的には8勝無敗の成績を記録。2011年4月12日の対広島戦で自身初の開幕投手を務め7回途中3失点で勝利投手となった。4月19日の対巨人1回戦では、球団タイ記録となる7者連続三振を挙げた。5月3日の対巨人4回戦では9回を完投し3失点で勝ち投手となり、2009年から継続中の公式戦の対巨人連勝記録を球団1位タイ記録の8に伸ばしたが、6月26日の対巨人9回戦では5回3失点で敗戦投手となり、巨人戦での連勝は8でストップした。最終的には12勝を挙げ、投球回も自身初の200イニングに到達した。2012年3月30日の開幕戦で2年連続の開幕投手を務めた。シーズン序盤は好調だったものの、中盤は得意としていた巨人相手に3連敗を喫するなどの不振に陥った。シーズン後半から調子を上げ始め、9月は4試合で3勝1敗防御率0.55の成績で球団選定の月間MVPを受賞する活躍を見せ、最終的には2年連続の二桁勝利を収めた。最終戦で初回に登板し、杉内俊哉と並ぶ最多奪三振を挙げた。オフの12月4日に、第3回WBC日本代表候補選手34人が発表され候補入りした。2013年2月20日に、第3回WBC日本代表メンバー28人が発表され代表入りした。東京ドームで開催された2次ラウンドでは、代表合宿からの好調を買われて、対台湾戦の先発に起用された。2回裏までは好投したものの、3回裏に突如制球を乱すと、2死満塁から押し出し四球で先制点を献上。結局、2回3分の2・自責点1で交代した（試合は延長10回の末に4-3で日本代表が勝利）。その後、日本代表は2次ラウンドを1位で通過し3大会連続で決勝ラウンドに進出。能見は、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）において、1点ビハインドの6回表から2番手で登板した。しかし、7回表無死1塁から、アレックス・リオスに2点本塁打を許して降板（1回3分の0・自責点2）。日本代表も1-3で敗れた。レギュラーシーズンは開幕戦を回避。4月に爪が割れるアクシデントがあったが、5月6日の対巨人戦（東京ドーム）で、笠原将生からプロ初本塁打を記録。能見は打撃練習をよく行っており、金本知憲によると、以前に「1本でいいからホームランを打ってみたい」と語っていた。本人も本塁打を放ったことについて「プロで1本は打ちたいなと思っていた」と述べた。また、この試合では完投勝利し、投打での大活躍だった。2014年、3月28日の対巨人戦（東京ドーム）で2年振りに開幕投手を務めたが、序盤での4点リードを守れず、5回途中10被安打10失点（全て自責点）の乱調で大敗を喫した。しかし、5月16日の対横浜DeNAベイスターズ戦（甲子園）で11奪三振を記録したのを皮切りに、6月14日の対埼玉西武ライオンズ戦（西武ドーム）まで5試合連続で2桁奪三振を記録。それまでのセ・リーグ記録であった4試合連続2ケタ奪三振（1971年・江夏豊、1994年・紀藤真琴、1995年・テリー・ブロス）を更新した。レギュラーシーズン全体では、一軍公式戦で自己ワーストの13敗を記録。防御率も3.99と4点台に迫り安定感を欠いた。しかし、チームのレギュラーシーズン2位で迎えたクライマックスシリーズ（CS）では、広島とのファーストステージ第2戦（10月12日・甲子園）で先発投手として8回無失点と好投。チームはこの試合を引き分けで終えたものの、シリーズ規定によってファイナルステージ進出が決まった。リーグ優勝の巨人と対戦したファイナルステージでは、10月18日の第4戦（東京ドーム）で先発。5回94球2失点という内容で交代すると、救援陣の逃げ切りによって勝利投手になるとともに、チームも日本シリーズ進出を果たした。福岡ソフトバンクホークスとの日本シリーズでは、甲子園での第2戦に先発。6回2失点と好投しながら敗戦投手となった。その後は登板の機会がなく、チームも球団史上2回目のシリーズ制覇を逃した。日本シリーズの終了後は、11月11日に甲子園で催された「日本プロ野球80周年記念試合」で、阪神・巨人連合チームの先発投手としてMLBオールスターチームを2回無失点に抑えた。また、レギュラーシーズン中に取得した国内FA権を行使したうえで、阪神と3年契約を結んだ。2015年は、レギュラーシーズンで自身2年振りの2桁勝利（11勝）を挙げた。その一方で前年と同じ13敗を記録し、2005年・2006年の福原忍以来となる2年連続でのリーグ最多敗戦を記録。防御率も3.72と、リーグの最終規定投球回を達成した投手では最も悪かった。クローザーの呉昇桓が故障で離脱した終盤には、中継ぎで2試合に登板したが、いずれの試合でも打ち込まれている。チームがレギュラーシーズン3位で迎えた巨人とのクライマックスシリーズでは、ファーストステージの第3戦（東京ドーム）で先発投手として5回1失点と好投。6回裏に2番手の岩田稔が2点を失うと、打線も1点を返しただけで、チームはそのまま日本シリーズ進出を逸した。2016年は一軍公式戦全体で8勝12敗、防御率3.67をマーク。シーズンを通してローテーションを守ったものの、3年連続でリーグ最多敗戦を記録した。NPBの一軍公式戦において、同じ投手が3年連続でリーグ最多敗戦を記録した事例は、1986年から1988年までの尾花高夫（ヤクルト）以来であり、左腕では1995年から1996年に湯舟敏郎が記録した2年連続を更新、NPBの左腕では歴代最長記録となった。さらに、阪神では2012年にも岩田がリーグ最多敗戦を喫していたため、この年の能見まで4年連続で最多敗戦投手を輩出することとなった。同一チームの投手による4年連続のシーズン最多敗戦は、1995年から1999年までに続いて、球団史上2度目であり、この時に記録した投手は1995年と1996年が藪恵壹と湯舟敏郎の二年連続、1997年が川尻哲郎、1998年が中込伸と左投手の湯舟が挟んでいるが、2014年から2017年までは単独選手及び全員左腕投手での記録は初であった。シーズンの終盤には、自身と同じく先発ローテーションの一角を担っていた岩崎優に続いて中継ぎへ転向。一軍の救援陣に左投手が少なかったことによる措置であったが、中継ぎ登板で1ホールドを挙げるなど好投を続けたことから、シーズン終了後にはセットアッパーへの転向も視野に調整を進めた。2017年には、岩崎を本格的にセットアッパーへ転向させるチーム方針の下で、先発に再び専念。レギュラーシーズンでは一軍公式戦での救援登板がなく、先発登板23試合で6勝6敗という成績を残した。通算の防御率は3.72ながら、4試合に登板した5月には、防御率0.43を記録するなど好調。逆に、7月に3連敗を喫してからは、2ヶ月にわたって白星から見放された。それでも、レギュラーシーズンの最終登板であった9月28日の対DeNA戦（横浜）では、93球を投げた末にこの年の公式戦唯一の完投勝利を挙げている。チームのレギュラーシーズン2位で臨んだDeNAとのCSファーストステージ（甲子園）では、1勝1敗で迎えた第3戦（10月17日）の先発を任されたものの、1死しか取れずに3点を失って1回表の途中で降板。チームはこの試合に敗れたことによって、広島とのファイナルステージ進出を逸した。2018年は、先発投手として開幕を迎えたものの、5月までに登板した3試合で0勝2敗防御率7.53と不調が続いた。また、岩貞祐太の復調、小野泰己、高橋遥人ら若手の台頭による先発投手の充実や、岩崎、高橋聡文、マルコス・マテオら中継ぎ投手陣の不調・戦線離脱などを背景に、二軍での調整を経て6月から本格的にセットアッパーへ転向。6月9日の対千葉ロッテマリーンズ戦では、同点の延長11回から救援登板し、チームのサヨナラ勝利によってシーズン初勝利を記録。6月28日の対DeNA戦には同点の8回に登板し1回を無失点で抑えると、直後にチームが勝ち越しそのまま阪神が勝利したため、一軍公式戦通算100勝目となるシーズン2勝目を挙げた。通算100勝達成は、NPB歴代では2016年の岸孝之以来135人目、阪神の生え抜き選手では1985年に山本和行が達成して以来33年ぶりの出来事。8月16日の対広島戦（京セラドーム大阪）にて、9回表にクローザーのラファエル・ドリスが先頭打者・會澤翼へ投じた初球が頭部死球となり危険球退場となった直後、無死1塁の場面で緊急登板し、そのまま抑えてプロ14年目にしてプロ初セーブを挙げた。その後も中継ぎでの登板を続け、最終的には計45試合の自己最多登板で4勝3敗1セーブ、防御率2.56を記録、リリーフに限れば42試合の登板で4勝1敗1セーブ、防御率0.86という好成績を収めた。オフには、矢野燿大の一軍監督就任に伴い先発への再転向の可能性も浮上したが、能見自身は矢野との面談で来季以降も中継ぎとしてプレーする意向を伝えている。シーズン終了後の契約更改では、中継ぎとして好成績を残したものの、序盤の不調もあり、1000万円ダウンの1億1000万円でサインをした。