1999年9月、スキューバダイビングを始める。アドバンスライセンスも取得。司会を務めていた日本テレビの情報生番組『@サプリッ!』内で、1か月半後の2005年4月に開催される「JALホノルルトライアスロン2005」に出場することを発表。トライアスロン初挑戦で、目標の4時間を上回る3時間3分11秒で完走した。2009年6月、ボクシングを始める。始めたきっかけについては、ジェームス・ブラウンやジャッキー・ウィルソンらがボクサーであったことから興味を持ち始めたことに加え、芝居をする上で相手との距離感をどう保つのか、どのように呼吸を合わせるかが重要だと思うようになったと語っている。憧れの人物に王貞治、ブルース・リー、マイケル・ジャクソンを挙げている。王貞治の精神、ブルース・リーの肉体、マイケル・ジャクソンの軽やかさが自身の目標だと語っている。東山にとって王は小学4年のときに700号本塁打を川崎球場で見て以来憧れの存在であり、自身のコラムにおいては“僕が世界で一番憧れた人”と題してその想いを綴っている。2009年7月20日にTBS系で放送された自身が司会・ナレーションを務める『バース・デイ』の放送200回突破記念のスペシャルにおいて対談（王貞治vs東山紀之）が実現した。幼少の頃からブルース・リーにも憧れており、東山が身体を鍛えることに目覚めた理由の一つにリーの存在が挙げられる。マイケル・ジャクソンには、東山が13歳の時にジャニーズ事務所の合宿所で初めてビデオを見て以来、そのダンスパフォーマンスに衝撃を受け、以降ずっと「ダンスの神様」と敬愛し続けており、自身の芸能活動の礎になっていると語っている。少年隊のメンバーとともにマイケルの振付師であるマイケル・ピータースからレッスンを受けたり、東京ディズニーランドでマイケル本人と2人でアトラクションを楽しんだこともあった。自身の連載コラムの中でも“マイケル・ジャクソンの衝撃”と題してマイケルの凄さを語り、マイケルの死後も2ページにわたって追悼コラムを掲載し、生前対面したときのエピソードなどを綴っている。2011年5月25日に大阪・梅田ブルク7で行われた自身の主演映画『小川の辺』チャリティ上映会の舞台挨拶の席で阪神タイガースのファンであることを初告白。取材に訪れていたスポーツ新聞社が翌日の紙面で報じた。
体脂肪率は9%台をキープ。1か月に100km走るというのが自分に課したルールだと語っている。腹筋は1日に1000回、20年以上欠かさず続けている。自身のダンスナンバーではバック転、側転バック宙、高台からのバック宙、壁宙などを披露している。2003年に行われた舞台『PLAYZONE'03 Vacation』では、公演が始まってすぐ上演中に足の甲を骨折したが、1日も休むことなく千秋楽まで踊り、役をこなした。NHK大河ドラマの主演（『琉球の風』 1993年1月10日 - 6月13日）を初めて務めたジャニーズタレントでもある。シリアスな二枚目役からコミカルな役まで幅広い役柄をこなす。時代劇ではこれまで初挑戦の時代劇で演じた沖田総司に始まり、源義経、浅野内匠頭、松平容保、藤原道長、足利義満、大岡越前などの歴史上の人物や、光源氏を演じている。1987年から流行したしょうゆ顔の代表格として名前が挙がる。1988年にしょうゆ顔の代表で流行語大賞の流行語部門・大衆賞を受賞している。ジャニーズ事務所の後輩タレントとの関わりにおいては、初めて一人暮らしをしようとしていた頃に、事務所から「預かってくれ」と頼まれ、TOKIOの山口達也、国分太一、松岡昌宏が居候していたことがある。また、V6の坂本昌行は東山の付き人をしていた時期があった。この他、KinKi Kidsの堂本光一など多くの後輩たちと親交があるだけでなく、ジャニーズ事務所の新人研修会で講師を務めたりもする。料理が得意であり、『Duet』誌上で自作の料理を披露する連載ページも持っていた。
2010年はインディーズアーティストだけでなく、メジャーアーティストも徐々に手掛けるようになり、リード楽曲を手掛けることも多くなっていった。その後、宏実やCIMBAのプロデュースをしているMr. T-Kと関わりがあり、当時エイベックスで働いていたHiDE Kawadaと出会い、更なる飛躍のきっかけとなる。2011年、FUTURE UNISONプロデュースによる安室奈美恵「Love Story」は、香里奈主演の月9ドラマ『私が恋愛できない理由』の主題歌に起用され、300万ダウンロードを突破し、翌年デビュー20周年を迎えた安室奈美恵のアルバム『Uncontrolled』にシングル曲を含む計4曲が収録された。その後もATSUSHI (EXILE)「二人の未来」や東方神起「I Know」、倖田來未「IS THIS TRAP?」「XXX」、三浦大知「GO FOR IT」などを手掛けている。2014年には倖田來未の11枚目のアルバム『Bon Voyage』に収録された「SHOW ME YOUR HOLLA」、日本テレビ系アニメ『寄生獣 セイの格率』のエンディングテーマとなった三浦大知「IT'S THE RIGHT TIME」を手掛けた。2015年にプロデュースした三代目 J Soul Brothers from EXILE TRIBE「Eeny, meeny, miny, moe!」は、アルバム『PLANET SEVEN』のリード曲に起用され、同アルバムはミリオンセールスを記録。 三浦大知のアルバム『FEVER』には「Supa Dupa Paper Plane」、自身のピアノ曲である「Ascertain」、「IT'S THE RIGHT TIME」の3曲が収録された。その他、E-girlsや塩ノ谷早耶香、Nissy（AAA、西島隆弘）などにも楽曲提供している。2016年にはEXILE SHOKICHIの1枚目のアルバム『The Future』に収録された「Future」を手掛けた。2017年、青山テルマ「doctor doctor」やE-girls「北風と太陽」などを手掛ける。11月に発売された安室奈美恵のアルバム『Finally』に「Love Story」が収録され、同アルバムが初週でミリオンセールスを記録した。また、発売から2ヶ月というはやさでダブルミリオンを記録し、2017年年間オリコンチャート1位獲得、第32回日本ゴールドディスク大賞のアルバムオブザイヤーとベスト5アルバムの2部門を受賞した。2018年、Ryuji Imaichiのアルバム『LIGHT>DARKNESS』のリード曲を手掛ける。