Saya mau tau 2009–sekarang dari Megan Fox

Fox berperan bersama Mickey Rourke dalam Passion Play. Penerimaan film yang buruk di festival Film Toronto menyebabkan distribusi teater konvensionalnya dilewati untuk rilis langsung ke video, dengan hanya dua bioskop yang secara singkat memutarkan film untuk memenuhi kewajiban kontrak. Mickey Rourke berkomentar bahwa Passion Play "mengerikan. Film mengerikan lainnya." Fox mengisi suara seekor Hawaiian Spinner Dolphin dalam Naya Legend of the Golden Dolphins, sebuah film dokumenter 3D. Kisah ini diceritakan oleh para pemeran termasuk Kate Winslet, Ellen Page, Gerard Butler, James Franco, Julian Lennon, Diego Luna, Cheech Marin, Whoopi Goldberg, Isabella Rossellini dan Daryl Hannah.

Pada bulan Maret 2009, Fox dijadwalkan untuk memerankan peran Aspen Matthews dalam adaptasi film dari buku komik berjudul Fathom, yang akan dia produksi bersama Brian Austin Green. Fox tampil bersama Dominic Monaghan dalam video musik milik Eminem dan Rihanna berjudul "Love the Way You Lie".

Pada tahun 2012, Fox tampil secara sebentar dalam film komedi oleh Sacha Baron Cohen, The Dictator dan mendapat peran tambahan dalam film komedi oleh Judd Apatow, This Is 40. Dia mengisi suara Lois Lane dalam film Robot Chicken DC Comics Special, sebuah episode dari serial televisi komedi Robot Chicken, dan ditayangkan sebagai tayangan spesial satu kali di kanal Cartoon Network Adult Swim pada tanggal 9 September 2012.

Pada bulan Januari 2013, Fox menjadi fitur dalam iklan televisi Brazil untuk bir Brahma. Pada bulan Februari 2013, Fox mengesampingkan masalahnya dengan mantan sutradaranya Michael Bay dan bekerja lagi dengan Bay dalam film daur ulangnya, Teenage Mutant Ninja Turtles (2014). Pada bulan Oktober 2014, Fox terpilih memerankan pemeran wanita utama oleh James Franco dalam film adaptasi dari Zeroville. Pada tahun 2015, Fox terpilih sebagai Amelia Delthanis dalam video permainan Plarium, Stormfall: Rise of Balur.

Pada bulan Oktober 2015, dikonfirmasi bahwa Fox akan secara sementara menggantikan Zooey Deschanel dalam acara televisi berjudul New Girl karena cuti hamil dari Deschanel. Fox kembali memerankan April O'Neil dalam film tahun 2016 berjudul Teenage Mutant Ninja Turtles: Out of the Shadows.

Pada tanggal 12 September 2018, dikonfirmasi bahwa Fox akan membintangi film Korea bertema perang, Battle of Jangsa-ri 9.15 bersama aktor berkebangsaan Korea Kim Myung-min. Dia akan memainkan peran utama sebagai wartawan berita berkebangsaan Amerika Serikat.

Pada tanggal 29 Oktober 2017, diumumkan bahwa Fox akan muncul di film pra-produksi yang akan datang, Shadow Girl, bersama Olivia Thirlby dan Alan Ritchson.