2005年には、前述した故障の影響で、医師や理学療法士を交えたリハビリを優先。その影響で、一軍公式戦での登板機会はなかった。故障が癒えた後には、二軍（サーパス神戸）の一員として、ウエスタン・リーグ公式戦12試合に登板。勝敗は付かなかったが、防御率0.69という好成績を残した。2006年には、中継ぎを中心に、一軍公式戦21試合に登板。4月12日の対西武ライオンズ戦（スカイマークスタジアム）に救援で一軍公式戦初勝利を挙げると、7月1日の同カード（インボイスSEIBUドーム）で一軍初先発。救援では、9試合連続無失点も記録した。2007年には、一軍の中継ぎ要員として公式戦の開幕を迎えた。開幕当初は不振だったが、右肘の故障でプロ入り後に実戦での投球を控えていたカットボールを、セ・パ交流戦の期間中から再び投げ始めたことを機に復調。8月には、再び先発に転向した8月18日の対西武戦で先発初勝利を挙げると、8月26日の対東北楽天ゴールデンイーグルス戦（京セラドーム大阪）で一軍初完封を記録した。結局、一軍公式戦では、先発転向後6連勝でシーズンを終了。この結果に、一軍監督のテリー・コリンズは、シーズン終了後に「もう少し早く先発で使うべきだった。（今季）高得点をあげることができる数少ない選手の1人」と絶賛した。なお、この年には、高校の同級生と結婚している。2008年には、「1月に第1子（長男）が誕生。公式戦では、自身初の開幕投手に指名されると、7回1失点10奪三振で勝利投手になった。以降は、平野佳寿やトム・デイビーが故障で離脱したことを背景に、先発ローテーションの軸に定着。しかし、4月下旬からセ・パ交流戦の序盤まで精彩を欠いたため、交流戦の途中から救援要員に回った。リーグ戦の再開後に先発に復帰すると、7月には4戦4勝でパシフィック・リーグの投手部門月間MVPを受賞。9月7日の対西武戦で自身初のシーズン10勝目に到達すると、4点近い防御率ながら、チーム9年振りのAクラス入り・クライマックスシリーズ初進出に貢献した。一軍公式戦では、小松聖に次ぐチーム2位の投球回数で、自身初の規定投球回に到達。リーグ8位の奪三振数を記録する一方で、被安打数・被本塁打数がリーグ2位に達したほか、好不調の波が激しかった。2009年には、一軍公式戦で2年連続の開幕投手を逃したものの、開幕から先発陣の一角を担った。開幕直後はやや不調だったが、5月5日の対福岡ソフトバンクホークス戦では、自身2年振りの完投勝利を記録。チーム全体で4勝しか挙げられなかった6月には、1人で3勝を稼いだ。オールスターゲームには、パシフィック・リーグの監督推薦選手として初出場。第2戦では、3回を無失点に抑えたことで、ベストピッチャー賞を受賞した。8月22日の対楽天戦では、2試合連続完封勝利を挙げるとともに、星野伸之以来球団史上12年振りの2年連続2桁勝利を達成した。その一方で、9月からは、不調の加藤大輔に代わってクローザーに転向。9月12日の対西武戦では、シーズン初セーブを挙げるとともに、チームの連敗を6で止めた。一軍公式戦全体では、11勝8敗4セーブ、防御率2.57と165奪三振（いずれもリーグ5位）を記録。また、前年から被安打数と被本塁打数を減らした。2010年には、楽天との開幕戦（京セラドーム大阪）で自身2年振りの開幕投手を務めると、被安打4で無四球完封勝利を挙げた。しかし、5月21日の対阪神タイガース戦で8点リードの5回表に一挙5点を失って降板するなど、6月までは試合中盤に突如大量失点を喫することが相次いだ。しかし7月には、7月1日の対楽天戦・7月8日の対西武戦・7月14日の対千葉ロッテマリーンズ戦で、米田哲也以来球団史上45年振りの3試合連続完封を記録した。同月から2ヶ月連続での登板5試合全勝と月間MVP選出を経て、9月20日の対日本ハム戦まで13連勝を達成。自己最多にして、球団では1993年の野田浩司以来の17勝でシーズンを終えるともに、最多勝利のタイトルを和田毅（ソフトバンク）と分け合った。また、自身初の200投球回数へ到達するとともに、自己最多の190奪三振、7完投6完封を記録。3完封をあげた楽天戦、2完封をあげた西武戦はいずれも5勝ずつ、防御率1点台という好成績を残した一方で、ロッテ戦では2勝5敗、防御率6.18と苦しんだ。シーズン終了後には、推定年俸1億5,000万円で契約を更改。チームの投手では唯一、年俸が1億円を超えた。2011年には、春季キャンプ中に右肘の違和感を訴えたことから、2月9日に右肘遊離軟骨除去手術を受けた。5月5日に阪神とのウエスタン・リーグ公式戦で実戦復帰を果たすと、一軍に復帰した6月5日の同カードでは、6回3失点でシーズン初勝利を記録。その一方で、8月23日の対西武戦では、プロ入りワーストの8失点で敗戦投手となった。9月には、4戦3勝で防御率0.25（自責点1）、リーグトップの2完封を含む3完投勝利で自身4度目の月間MVPに選出。レギュラーシーズン最終戦であった10月18日の対ソフトバンク戦で、チームのクライマックスシリーズ進出を賭けて先発を託されたが、6回4失点で敗戦投手になった。しかし、レギュラーシーズンでは、開幕に出遅れながらも規定投球回数に到達。自己最高の防御率2.43・WHIP1.06を記録するとともに、10勝4敗という成績で4年連続のシーズン2ケタ勝利を達成した。2012年には、春季キャンプ中とオープン戦中に右上腕部の張りを訴えたうえに、オープン戦中に腰痛も発症したことから、当初予定していた開幕戦での登板を回避。本拠地・京セラドーム大阪での初戦（4月6日の対楽天戦）でシーズン初登板を果たした後に、二軍での調整を経て、5月8日の対ソフトバンク戦でシーズン初勝利を挙げた。しかし、6月22日の練習中に右肘の張りを訴えたため、翌23日に予定していた対西武戦の先発を回避。その後の検査で右肘内側部の炎症と診断されたため、出場選手登録を再び抹消された。レギュラーシーズン終了間際の10月5日に、対ソフトバンク戦で一軍復帰を果たすと、7回無失点の好投でシーズン4勝目を挙げた。前述した故障の影響で、一軍公式戦への登板は9試合しかなく、連続2桁勝利も4シーズンで止まった。2013年には、右前腕部回内筋の炎症で春季キャンプを途中で離脱。その影響でオープン戦に登板しなかったものの、自身2年振り・3度目の開幕投手を務めた。レギュラーシーズンでは、戦線を離れることなく、一軍公式戦で2010年以来2度目の200投球イニングに到達。投球回数（223.1）・完投数（10）・完封数（3）・奪三振（200）の項目でリーグトップ、防御率（2.01）とWHIP（1.00）で自身最高（リーグ2位）の好成績を残したため、2011年のダルビッシュ有・田中将大以来2年振りに沢村賞の選考全項目を満たした。しかし、得点援護率がリーグワーストの3.18に終わった影響で、勝利数はリーグ2位タイの15勝にとどまった。結局、完投数8で選考基準（10）を下回りながら、NPB公式戦史上初のシーズン無敗で最多勝（24勝）を挙げた田中が沢村賞を受賞した。以上の項目で沢村賞を選考するようになった1982年以降で、全項目を満たした投手が受賞できなかった事例は、同年の江川卓、2008年・2011年のダルビッシュに続いて、この時の金子が4例目である。シーズン終了後の秋季キャンプ最終日（11月16日）には、一軍監督の森脇浩司が、金子に翌2014年の開幕投手を通達。12月20日の契約更改では、球団からの複数年契約の提示を固辞しながらも、推定年俸2億円・1年契約で残留を決めた。2014年には、3月上旬にインフルエンザへの感染で一時チームから離れたものの、前年末の任命通りに日本ハムとの開幕戦（3月28日・札幌ドーム）で先発。4月には、4日の対西武戦（西武ドーム）に自己最多の14奪三振による完封でシーズン初勝利を挙げると、26日の対楽天戦（京セラドーム大阪）では14奪三振・1被安打の完封勝利を記録した。メジャーリーグ（MLB）4球団のスカウトが視察した5月24日の対広島戦（ほっともっとフィールド神戸）では、7回裏の打席に前田健太からの二塁打で一軍初打点を記録すると、8回無失点の内容で前田との投げ合いにも勝利。5月31日の対読売ジャイアンツ（巨人）戦（京セラドーム大阪）では、先発で9回を4与四球1失策の無安打無得点に抑えた。しかし、0対0で迎えた9回裏2死満塁で迎えた自身の打席で、代打に駿太を送られたため交代。さらに、駿太の凡退によって試合が延長戦に突入したため、単独でのノーヒットノーラン達成を逃した（詳細後述）。9回まで無安打無得点ながらノーヒットノーラン達成を逃した投手はNPB史上11人目、9回以上を無安打無得点で降板した投手は2人目であった。レギュラーシーズン全体では、16勝で最多勝利、防御率1.98で最優秀防御率のタイトルを獲得。前年に逃した沢村賞を、チーム史上初めて受賞したほか、チームがリーグ優勝を逃したにもかかわらず最優秀選手に選ばれた。オリックスの選手が最優秀選手に選ばれた事例は、チームが日本シリーズを制した1996年のイチロー以来であった。シーズン終了後には、11月に日本で開かれた日米野球2014で、日本代表の一員として第2戦で先発。また、「アメリカの球場の雰囲気に昔から憧れていた」として、MLBへ挑戦する意向があることを明言した。シーズン中に国内FA権の取得要件を満たしたことから、国内FA権を行使したうえでオリックスへ残留した後に、MLB球団への移籍に向けて球団にポスティングシステムの行使を容認する可能性が一時は報じられた。しかし、11月29日に右肘骨棘（こつきょく）の除去手術を受けたことから、MLB球団への移籍をひとまず断念。12月24日には、4年契約・推定年俸総額20億円に出来高分を加えた条件で残留することを表明した。2015年には、前年末に右肘を手術したことや、オープン戦期間中に患部のリハビリで戦線を離脱したことから、一軍公式戦では開幕戦の登板を回避。5月23日の対ロッテ戦に先発で実戦復帰を果たしたが、清田育宏に満塁本塁打を浴びるなど6点を失った末に、プロ入り後最短タイ記録の3回でKO。7月には、5日の対ソフトバンク戦（ほっともっとフィールド神戸）で、自己ワーストタイ記録の8失点を喫して降板。球団通算1万試合目の公式戦であった同月13日の対ロッテ戦（京セラドーム大阪）では、9回3分の2を3失点という好投で、チームに勝利をもたらした。しかし、先発で登板した9月2日の対楽天戦（楽天koboスタジアム宮城）4回裏に、右肩の違和感を訴えて緊急降板。谷佳知の引退試合であった10月3日のシーズン最終戦（京セラドーム大阪のソフトバンク戦）に自身5年振りの救援登板で実戦復帰を果たしたが、シーズン通算では規定投球回に達せず、7勝に終わった。11月に開催の第1回WBSCプレミア12では、シーズン中に日本代表候補へ選出。しかし、右肩の不調などから、実際には出場していない。その一方で、12月14日には、推定年俸5億円に出来高の条件を加えて契約を更改。基本年俸分では、この時点でNPBの現役選手最高額に達した（同月17日に広島の黒田博樹が推定年俸6億円で更改）。2016年には、3月25日に、西武との開幕戦（西武プリンスドーム）に先発。自身2年振りの開幕投手で、勝敗は付かなかったものの、7回裏の途中で交代するまでにプロ入り後自己最多の7与四球を記録した。4月30日の対楽天戦でシーズン初勝利を自身2年振り・通算20回目の完封で挙げると、5月20日の対ロッテ戦（いずれも京セラドーム）で一軍公式戦通算100勝を達成。NPB通算133人目の100勝に、球団史上最少タイ記録の敗戦数（通算56敗）で到達した。その一方で、前年と同様の右肩痛に見舞われたため、6月10日に出場選手登録を抹消。後に一軍へ復帰すると、2年振りにパ・リーグの最終規定投球回へ到達した。一軍公式戦全体では、前年を上回る24試合に登板。通算防御率は3.83で、与四球数が自己ワーストの59個に達したほか、自身初の負け越し（7勝9敗）を喫した。その一方で、12月12日には、前年と同じ条件で契約を更改。黒田がこの年限りで現役を引退したことから、基本年俸分（推定5億円）でNPBの現役選手最高額に達した。2017年には、3月31日の対楽天戦（京セラドーム）で2年連続6度目の開幕投手を務めたが、前年に続いて勝敗は付かなかった。4月14日の対ソフトバンク戦（福岡ヤフオクドーム）では、5回裏まで1人も走者を出さなかった末に、被安打2の無四球完封勝利を自己最少の92球で達成。一軍公式戦での完封勝利は通算21回目で、NPB現役投手での最多達成者である杉内俊哉の記録に並んだ。同年の全投手でソフトバンク相手に挙げた唯一の完封勝利でもあった。さらに、4月26日の対西武戦でも、3失点を喫しながら完投勝利を記録。4月には先発で登板した4試合で全勝したことから、チームメイトのT-岡田と揃ってパ・リーグ3・4月度の月間MVPを受賞した。5月23日の対楽天戦では一軍公式戦自己ワーストタイ記録の8失点、6月6日の対阪神戦（いずれも京セラドーム）では自己ワーストの9失点で黒星を喫したが、8月30日の対ロッテ戦（ZOZOマリンスタジアム）での2失点完投勝利によって自身3年振りの一軍公式戦シーズン2桁勝利を達成した。一軍公式戦全体では、27試合の登板（リーグ最多の27先発登板）で、12勝8敗や防御率3.47をマーク。シーズン終了後には、推定年俸6億円（前年より1億円増でNPBの現役選手最高額）という条件で契約を更改した。2018年には、レギュラーシーズンの開幕投手を西勇輝へ初めて任せたチーム事情を背景に、4月3日の対ロッテ戦で公式戦初登板。しかし、この試合から5月3日の対西武戦（いずれも京セラドーム）まで自己ワーストの開幕4連敗を喫するほど不調で、公式戦での初勝利は5月23日の対楽天戦（楽天生命パーク）にまで持ち越された。一軍公式戦全体でも、17試合の登板で、4勝7敗、防御率3・87と不振。首から背中にかけて強い張りを抱えていたこともあって、8月14日に出場選手登録を抹消されてからは、実戦へ登板せずにシーズンを終えた。2015年シーズンからの4年契約がこの年で満了したことや、前述した理由での戦線離脱による故障者特例制度で国内FA権を再び行使できる状況になったことなどを背景に、シーズン終了後の契約交渉では球団からNPB野球協約の減額制限（年俸1億円超の選手に対しては40%を上限に設定）を大幅に超える減俸を提示。この提示に対して、金子は11月28日に、自身を自由契約選手として扱う旨を球団に申し入れた。球団側も、金子の申し入れを受諾。金子との再契約の余地を残しながらも、金子を契約保留者名簿からいったん除外したうえで、自由契約選手としての公示をNPBへ申請する方針を金子に伝えた。12月2日付でNPBから自由契約選手として公示されたため、翌3日には、北海道日本ハムファイターズが金子との入団契約交渉へ踏み切った。