流通センターは1985年（昭和60年）前後が最盛期で、1986年度の取り扱い実績は貨車4万6,853両となった。しかし、印刷業や新聞社の印刷工場の郊外移転が進み、JR貨物も車扱貨物のコンテナ化を推進したため取扱量は減少に転じた。当駅は軌道負担力の関係でコンテナ車や大型有蓋車が乗り入れられないため、コンテナは周囲の駅で降ろし、流通センターまでトラックで輸送する方式が採られることもあった。1985年頃の最盛期には1日11本の到着列車があったが、晩年の1996年（平成8年）には2本に減少していた。そして1997年（平成9年）3月に列車の設定が完全に無くなり、1999年（平成11年）3月に駅自体も廃止になった。その後、流通センターも1999年6月に新座貨物ターミナル駅と隅田川駅へ移転した。当駅は、山手線内側に存在する最後の貨物駅だった。
印刷業や新聞社が多く立地する東京の倉庫不足や到着駅の荷役設備の不備を解消するため、到着基地を備えた流通倉庫の整備が計画された。このため、1971年（昭和46年）4月に日本国有鉄道と製紙会社、通運会社の共同出資で株式会社飯田町紙流通センターが設立され、1972年（昭和47年）11月に当駅構内に流通倉庫が完成した。以降、都心の紙の物流基地として機能するようになり、日本各地からの紙輸送貨物列車が当駅に到着するようになった。なお、流通倉庫は旧貨物ホームに建設されたため、1972年3月に当駅の貨物営業は縮小された。流通倉庫は5階建てで、1階がトラック用荷捌き場、2階が有蓋車用紙積卸ホーム、3・4・5階が紙保管倉庫となっていた。2階に繋がる紙荷役線は2本あり、小型有蓋車（ワム80000形など）20両編成に対応していた。1日当り10列車200両の取り扱いが可能で、その規模は世界最大と言われていた。今の飯田橋駅ホームから南側にホームが見えていて飯田橋駅手前から九段下方向に引込線がカーブしておりDE10が貨物の出し入れをしていた。駅は無くなるまで電化されなかった。駅ホームも飯田橋駅と同じ高さの高架になっていた。
2004年から他団体のリングに積極的に進出するようになる。2年ぶりに新日本のリングに上がり、1月4日にはボブ・サップとタッグを組み、蝶野&天山広吉に勝利。その後、10月9日には、付き人を務めた西村修と組み、棚橋弘至&中邑真輔と対戦したが敗れている。ZERO-ONEのリングでは、2月29日に大森隆男と対戦して勝利。4月25日には、橋本とタッグを結成して勝利を収めたが、奇しくもこれが最後となった。武藤と並ぶ天才としてプロレスファンから対戦を熱望されていた三沢光晴との対戦アングルが開始された。（試合ではないがこれ以前に2001年にPlayStation 2用ソフト『オールスター・プロレスリング2』のCMとデモムービーの撮影で2人は共演している。また2人の対談は『リングの魂』（テレビ朝日）において実現している）。2004年7月10日に行われたNOAH東京ドーム大会で初対戦（三沢・小川良成組 vs 武藤・太陽ケア組）。この試合では敗れたが、「夢の続き、見ませんか?」と三沢にメッセージを送った。これがきっかけに加えて、小島の対戦直訴により、三沢は古巣である全日本プロレスへの参戦を果たした。10月31日、両国国技館での武藤敬司デビュー20周年記念興行において武藤は三沢とドリームタッグを結成。馳浩・佐々木健介組と対戦して勝利を収めた。2005年5月14日、新日本・東京ドーム大会でロン・ウォーターマンに勝利。3年ぶりに三冠戦に挑戦したものの、小島に敗北。その後、大相撲の横綱であった曙を呼び、プロレスラーとして育てた。その年の、最強タッグ準優勝に、プロレス大賞では最優秀タッグチーム賞にも輝いた。2006年、年末の最強タッグリーグ戦には、闘魂三銃士とプロレス四天王のタッグとして川田利明と組み話題性があったものの、小島&天山の「テンコジ」にリベンジされて敗退。優勝を明け渡したが、2007年1月4日の新日本・東京ドーム大会で8年ぶりに蝶野とタッグを組み、テンコジに勝利した。3月には3度目のチャンピオン・カーニバル優勝を果たし、7月の三冠戦（鈴木みのる）には敗れたが、年末の最強タッグリーグ戦では、ジョー・ドーリングと組んで、6年ぶりに優勝。2008年1月3日、タッグリーグ戦に優勝した勢いで世界タッグ王座を獲得した。4月27日、新日本・大阪大会で中邑を破り、1999年以来となるIWGPヘビー級王者になった。8月31日には、全日本のリングで初めてIWGPヘビー級選手権試合が行われて、G1 CLIMAX2008優勝者の後藤洋央紀を破って防衛に成功。その後、準優勝者の真壁刀義、リベンジに挑んだ中邑に勝利して、4度の防衛に成功。三冠王者になったムタの活躍も併せて評価されて、7年ぶりにプロレス大賞を受賞した。2009年1月4日、レッスルキングダムIIIで棚橋に敗れてIWGPヘビー級王座5度目の防衛に失敗。3月14日、ムタとして高山善廣に敗れて三冠王座も失った。その後、FIGHTING TV サムライの企画で蝶野と対談。お互いにデビュー25周年興行を行い協力することになり、8月30日にデビュー25周年興行を開催。24年ぶりに同期生の船木誠勝とタッグを結成して、蝶野&鈴木みのる組に勝利した。また、6月13日に三沢が急逝したため、ライセンス、コミッショナー問題を含めて、再びノアと交流。9月27日に5年ぶりにノアへ参戦。田上明と社長タッグを結成して、小橋建太と初対戦したが敗れた。10月12日に、蝶野のデビュー25周年記念試合で新日本、全日本、ノアによる6人タッグマッチが実現。武藤、蝶野、小橋がトリオを結成して勝利。これで旧全日本の「プロレス四天王」とすべてタッグを結成。