2006年には、高校の先輩で自身と同じ左腕投手にちなんで「今中二世」と呼ばれていたものの、故障が相次いだ。10月14日の対広島東洋カープ戦（広島市民球場）に先発投手として一軍デビューを果たしたが、3回4失点という内容で敗戦投手になった。結局、この年の一軍公式戦はこの先発登板だけで終わった。2007年には、一軍公式戦4試合に登板したが、0勝1敗、防御率5.40という成績にとどまった。その一方で、中学校時代の同級生の女性と結婚したことを6月21日に発表。シーズン終了後の11月には、第一子（長男）を授かった。2008年には、春季キャンプ・オープン戦を通じて好調だったことから、プロ入り後初めて開幕一軍入りを果たした。3月29日には、横浜ベイスターズとの開幕カード第2戦（京セラドーム大阪）で先発投手に抜擢されると、6回を1失点に抑えて一軍公式戦での初勝利を挙げた。さらに、4月26日の対読売ジャイアンツ戦（阪神甲子園球場）で一軍初の完投勝利を挙げるなど、シーズンを通じて一軍の先発ローテーションに定着。下柳剛に次ぐチーム2位の投球回数（159回2/3）へ達した末に、10勝10敗、セントラル・リーグ（セ・リーグ）8位の防御率3.28を記録した。被本塁打数をリーグ最終規定投球回に達した投手で最少の5本に抑えた一方で、リーグ最多タイ記録の11死球や、リーグ4位の50四球を出すなど制球面での課題を露呈。また、左打者に対する被打率が3割を超えたほか、リーグの最終規定投球回に達した投手では最も多い7暴投（リーグ5位）を記録した。このため、秋季キャンプからは、同じ左腕投手である杉内俊哉を意識したフォームに変更。シーズン終了後には、杉内の自主トレーニングに参加した。2009年には、レギュラーシーズンの開幕前に開かれた第2回ワールド・ベースボール・クラシック（WBC）日本代表に選出。本選では、中継ぎで2試合に登板するとともに、日本代表の大会2連覇に貢献した。しかし、大会後に左肩を痛めていたことが発覚。帰国後の検査で「左肩肩峰下滑液胞炎」と診断されたため、一軍公式戦へのシーズン初登板は6月10日の対埼玉西武ライオンズ戦（西武ドーム）まで持ち越された。一軍復帰後は打線の援護に恵まれなかったものの、5度目の先発登板だった7月29日の対横浜戦で、一軍公式戦でのシーズン初勝利をプロ入り後初めての完封で挙げた。さらに、第二子（長女）が誕生した9月9日の対中日ドラゴンズ戦（いずれも甲子園）でも完封勝利をマーク。一軍公式戦での通算成績は7勝5敗で、リーグの最終規定投球回数に達しなかったものの、前年を下回る投球回数（110回2/3）で前年を上回る103三振を奪った。通算防御率は2.68で、前述の2完封勝利を含むプロ入り後自己最多の4完投を記録した。2010年は開幕前の3月に左肘を故障。手術を受けた後にリハビリへ専念したため、一軍公式戦への登板機会はなく、シーズン終了後のフェニックス・リーグ最終戦（対巨人戦）で実戦に復帰した。その一方で、シーズン終了後の12月30日には、第三子（二女）が誕生した。2011年4月14日に広島東洋カープとの開幕カード第3戦（甲子園）に、先発投手として登板。一軍公式戦では2009年のレギュラーシーズン最終戦（10月9日・明治神宮野球場での対東京ヤクルトスワローズ戦）以来552日ぶりの登板だったが、7回3失点という内容で敗戦投手になった。5月5日の対巨人戦（東京ドーム）で、7回を1失点に抑えてシーズン初勝利。一軍公式戦では2009年10月4日の対中日戦（甲子園）以来578日ぶりの勝利だったため、試合後のヒーローインタビューでは号泣した。レギュラーシーズン全体では、先発ローテーションの一角を守りながら、チームトップの防御率2.29をマーク。WHIPも0.98という好記録を残したが、打線の援護に恵まれない試合が多かった影響で、9勝13敗と負け越した。2012年には、一軍公式戦の開幕から先発ローテーションの一角を担いながら、中盤以降に打ち込まれるなど不調。チームの低迷も相まって勝ち星が8勝にとどまった一方で、ブライアン・バリントン（広島）と並んでリーグ最多の14敗を喫した。防御率も3.52と、前年と比べて1点以上悪化した。2013年には、一軍公式戦の開幕から先発ローテーションに入ったものの、序盤から制球に苦しむ試合が相次いだ。4月を3連敗で終えると、5月4日の対ヤクルト戦（甲子園）でシーズン初勝利を挙げたが、続く5月11日の同カード（神宮）では4回裏の途中で交代。この試合を境に、二軍での調整を余儀なくされた。夏場に一軍へ復帰したものの、先発で不安定な投球が続いたことから、中継ぎでの再生を模索。それでも結果を残せなかったため、シーズン終盤には二軍での再調整を命じられたことから、一軍公式戦ではわずか2勝でシーズンを終えた。このため、シーズン終了後には、初めて海外で自主トレーニングを敢行した。2014年には、シーズン初の一軍マウンドだった4月20日の対ヤクルト戦（甲子園）でシーズン初勝利。4月26日の対DeNA戦（横浜スタジアム）では、一軍公式戦では自身2年半ぶりの完投、および自身2度目の無四球勝利を記録した。7月には、月間4勝、防御率1.25という好成績で自身初の月間MVPを受賞。結局、最後まで一軍の先発ローテーションを担うとともに、リーグ2位の防御率2.54を記録した。チームがレギュラーシーズン2位で臨んだポストシーズンでは、巨人とのクライマックスシリーズ　ファイナルステージ第2戦（10月16日・東京ドーム）に先発し1死満塁のピンチを併殺打に抑えるなど6回まで無失点に抑える。5点リードして迎えた7回にシーズンで苦手とした井端弘和に2ラン本塁打を打たれるが7回2失点に抑え勝利投手となった。チームが4戦全勝でステージを突破すると、福岡ソフトバンクホークスとの日本シリーズでも、第4戦（10月29日）への先発で7回2失点と好投した。さらに、シーズン終了後に開かれた日米野球2014では、故障で出場を辞退した岸孝之に代わって日本代表に選出。阪神でのチームメイトである藤浪晋太郎が先発した11月16日の第4戦（東京ドーム）で、藤浪の後を受けた救援で2イニングを投げた。2015年には、レギュラーシーズンを通じて先発ローテーションに定着。8勝10敗と負け越したものの、防御率3.22を記録した。先発で登板した5月5日の対中日戦（甲子園）では、6回裏2死満塁で迎えた打席で山井大介から走者一掃の三塁打を放った末に、勝利投手になった。チームのシーズン3位で迎えた巨人とのクライマックスシリーズ　ファーストステージでは、10月12日の第3戦（東京ドーム）に中継ぎで6回裏から登板したが2失点でし降板。結局、チームはこの試合に敗退したため、2年連続の日本シリーズ進出を逃した。なお、7月16日には第1回WBSCプレミア12の日本代表第1次候補選手に選出されたが、11月開催の本戦には出場していない。2016年には、一軍公式戦の開幕から先発ローテーションの一角を任された。3月30日の対ヤクルト戦（神宮）でシーズン初登板を果たしたが、6回途中7失点で敗戦投手になったことを皮切りに、通算4試合の先発登板で0勝3敗、防御率7.11と不振。4月28日に出場選手登録を抹消された。一軍で左の中継ぎ要員が手薄なチーム事情を背景に、9月10日に一軍へ復帰すると、翌11日の同カード（神宮）7回裏に救援で登板。一軍公式戦では自身3年ぶりの中継ぎ登板だったが、最初に対戦した山田哲人から本塁打を浴びるなど、1回を投げて4被安打4失点と打ち込まれた。その後も救援で1試合に登板したものの、9月16日に再び登録を抹消されると、そのままシーズンを終了。一軍公式戦全体でも、0勝3敗、防御率8.85と不振を極めた。このため、シーズン終了後の11月29日には、推定年俸5,300万円という条件で契約を更改。NPBの野球協約に定められた年俸1億円以下の選手に対する減額率の上限（25%）に迫る減俸（前年度から推定で1,500万円減）だったため、更改後の記者会見では、「初心に返って引退覚悟で2017年シーズンに臨む」との決意を述べた。2017年には、春季キャンプを主力選手中心の「沖縄組」で迎えると、一軍監督の金本知憲から第1クールのMVPに選出。一軍の開幕ローテーション6番手へ入ることを目標にオープン戦へ臨んだが、右投手である秋山拓巳・青柳晃洋の後塵を拝する結果に終わったため、一軍公式戦の開幕直前からは二軍での調整を強いられた。シーズン中盤にウエスタン・リーグの公式戦で好投を続けたことから、7月27日の対DeNA戦で、先発投手として一軍公式戦にシーズン初登板。5回を投げて毎回の5四球を出しながら、3被安打2失点で凌いだ末に、一軍公式戦では2015年9月20日の対ヤクルト戦（いずれも甲子園）以来676日振りの勝利を挙げた。次に先発で登板した8月3日の対広島戦（マツダ）4回裏に1死を取った時点で、NPB一軍公式戦通算1000投球回に到達。一軍公式戦では10試合の登板で3勝2敗、防御率4.25にとどまったものの、ストレートの球速が140km/h台の中盤にまで戻るなど、登板試合の随所で復調の兆しを見せた。2018年には、一軍公式戦での登板機会に恵まれず、シーズンの大半を二軍で過ごした。一軍公式戦では4シーズン振りに通算の防御率を3点台（3.23）にとどめたが、先発で登板した6試合中5試合で5イニング以上を投げながら、2シーズン振りに白星から見放された（0勝4敗）。シーズン3敗目を喫した8月19日の対ヤクルト戦（神宮）では、3回裏に先頭打者・青木宣親への頭部死球が球審の土山剛弘から危険球とみなされたため、退場処分を受けている。シーズン終了後の契約更改では、NPBの減額制限に近い24%の減俸を球団から提示されたことを受けて、推定年俸3,800万円（前年から1,200万円減）という条件で契約を更改した。2019年には、春季キャンプから公式戦の開幕直後まで二軍で過ごしたものの、ウエスタン・リーグ公式戦では4試合の登板で防御率0.53を記録するなど好調だった。4月18日の対ヤクルト戦（神宮）で先発投手としてシーズン初の一軍マウンドに立つと、5点を失いながらも、一軍公式戦2年振りの勝利を自身4年振りの完投勝利で挙げた。さらに、過去3年間登板機会のなかったセ・パ交流戦でも3試合に先発。高校時代の同級生である中村と10年振りに対戦した6月22日の対西武戦（甲子園）では、中村から2打席連続でソロ本塁打を浴びたが、6回を2失点で凌いだ末に交流戦4年振りの勝利を記録した。レギュラーシーズン全体では、一軍公式戦14試合の登板で3勝4敗、防御率4.52という成績を残したが、8月中旬以降は一軍から遠ざかった。