2017年6月27日、サンフレッチェ広島に完全移籍することが正式に発表された。この年は右サイドバックを中心に先発メンバーに名を連ねたが、翌2018年は和田拓也の控えに回り、怪我もあって出場機会は限られた。
2012年、期限付き移籍満了により6シーズンぶりにガンバ大阪に復帰。この年、怪我人が続出したチーム事情から本職のセンターバックのほかにサイドバックなどでも起用された。2013年、シーズン序盤は控えに回ることが多かったが、レギュラーの岩下敬輔の負傷離脱以降スタメンに定着し、ガンバのJ1昇格とJ2優勝に貢献。J2第38節徳島戦では、自身3年ぶりガンバ入団後では初のリーグ戦の得点を決めた。2014年、シーズン当初は守備面で不安定なプレーが目立ち中盤はレギュラーから外れたが、西野貴治が負傷離脱し再びレギュラーに復帰した。以降、安定したプレーで失点数リーグ2位タイに抑えたディフェンス陣を支え、ガンバのリーグ優勝さらに国内三冠に貢献した。2015年6月18日に行われる2018 FIFAワールドカップ・アジア予選のシンガポール代表戦のサッカー日本代表メンバーに初選出された。8月9日、 東アジアカップ2015の対中国戦で国際Aマッチデビューを飾った。この年ガンバでは他のセンターバック陣が怪我に泣かされる中、唯一怪我なく1年を乗り切りリーグ戦全試合にフル出場し、同年度の日刊スポーツ 提供「黄金の脚賞」を受賞した。CS準決勝浦和戦では延長後半に自らが蹴った浮き玉気味のバックパスがあわやオウンゴールになりかけるも、間一髪免れそこから繋いだボールから藤春廣輝の決勝点が生まれるという珍しいことが起こり、海外メディアからも紹介された。本人によると蹴る瞬間にボールが跳ねたため浮き玉になってしまったとのこと。2017年シーズンは、新加入の三浦弦太やファビオにレギュラーを奪われてしまい、海外移籍した塩谷司の代役を探していたサンフレッチェ広島へ移籍する事を決意。
引退後は野球解説者・評論家（日本テレビ・スポーツ報知専属評論家。TBS・J-SPO大リーグゲストコメンテイターほか）やタレントとして活動。2009年1月28日、早稲田大学大学院スポーツ科学研究科修士課程1年制コースに合格した。大学院では平田竹男教授の指導を受け、同期生には政治家の中山泰秀や競艇選手の江口晃生などがいる。2010年3月25日、首席で修了。修士論文の題目は「『野球道』の再定義による日本野球界のさらなる発展策に関する研究」。本作で最優秀論文賞を受賞。「個別の入学資格審査」を経て進学したため、入学試験に合格した際、話題となり、早稲田大学に問い合わせが殺到した。2010年7月20日の朝日新聞で高校野球の球児達への助言を「野球を好きになる7つの道」と題し自らの野球論を披露した。2011年9月14日に東日本大震災復興の為、福島県営あづま球場にて桑田中心に巨人時代の同僚の仁志敏久やPL学園の後輩の立浪和義らOBを集結させ地元の社会人クラブ選抜チームと対戦した。この時桑田はピッチャーとして出場したが現役を引退してから4年経っているのにもかかわらず130km/h台後半のストレートを披露。球場に訪れたファンを驚かせた。2013年1月下旬から、東京大学の硬式野球部で特別コーチを務めている。就任後の初練習では、部員たちを前に、自ら約40球にわたって投球を披露。後日、『クローズアップ現代』や『SPORTS X』で指導の模様が特集で紹介された。日本野球機構で6月にいわゆる「統一球問題」が発覚した際には、同機構が設立した「統一球問題における有識者による第三者調査・検証委員会」に、「特別アドバイザー」という肩書で野球関係者から唯一参加している。2014年3月には、硬式野球部の特別コーチを務める東京大学で、大学院総合文化研究科の大学院研究生に合格した。同年4月から、コーチ職や従来の活動を続けながら、同研究科で投手・野手の動作の研究を行った。2019年度現在は、生命環境科学系 身体運動科学研究室に所属している。2014年、グランドジャンプPREMIUM11月号より短期集中連載された野球漫画「ダウト（作画：立沢克美）」の監修を担当した。翌年にはグランドジャンプ愛蔵版コミックスレーベルより単行本が全一巻で発売された。2016年3月、BCリーグの信濃グランセローズにて臨時コーチとして指導に当たった。チームで以前指揮を執っていた今久留主成幸監督がPL学園在籍時の同期生であり、またこの年に長男である桑田真樹が信濃に移籍するなど縁が重なり、球団側の要請により実現した。2017年12月、現役時代に愛用していたメーカーのワールドペガサスと、グラブ開発に関するアドバイザリー契約を締結。パイレーツで現役生活を終えて以来のアドバイザリー復帰。2018年の8月からは、雑誌numberの958号で連載を開始。また同年8月開催の第100回全国高等学校野球選手権記念大会では、準決勝戦・第一試合直前の金足農高校対日大三高校のレジェンド始球式にスパイク姿で登場し、左打者に対し外角高め速球のストレートを放り投げ、甲子園球場の観客からは大きなどよめきと拍手が送られていた。なお、同準決勝・第二試合の大阪桐蔭対済美の始球式には、桑田と同期生で東北高校出身の佐々木主浩が出場していた。2019年1月12日、PL学園硬式野球部OB会長に就任。同年2月22日、スポーツ庁参与に就任。任期は、2020年3月31日まで。