Jabarkan 2002–2007 dari James Franco dalam bahasa melayu

Franco mula menerima perhatian dan kemasyhuran dunia menerusi filem adiwira 2002 Spider-Man, di mana beliau memegang watak sebagai Harry Osborn, anak kepada Green Goblin dan kawan baik Spider-Man (lakonan Tobey Maguire). Pada asalnya, Franco telah dipertimbangkan untuk memegang watak utama Spider-Man/Peter Parker menerusi filem tersebut,  sebelum diberikan kepada Maguire. Todd McCarthy dari majalah Variety berkata terdapat "detik-detik yang baik" di antara Maguire dan Franco di dalam filem tersebut.  Spider-Man memperoleh $114 juta ketika dibuka di Amerika Utara dan memperoleh $822 juta dari seluruh dunia. .

Franco kemudiannya membintangi Sonny, arahan Nicolas Cage yang ditayangkan pada tahun 2002. Berlatarbelakangkan New Orleans pada tahun 1980-an, Sonny mengenai seorang lelaki bernama Sonny (lakonan Franco) yang pulang ke rumanya selepas dilepaskan dari tentera. Untuk menjiwai wataknya, Franco telah bertemu dengan para pelacur dan mereka yang pernah menjadi pelacur. Filem ini telah dikritik oleh para pengkritik, dengan  Lou Lumenick  dari New York Post menggelarkannya,  "calon segera untuk filem terburuk tahun ini". Franco kemudiannya memegang watak sebagai penagih dadah dan gelendangan dalam drama City by the Sea (2002) selepas Robert De Niro melihat lakonannya dalam James Dean. Franco telah tinggal di jalanan selama beberapa hari untuk menjiwai watak yang diberikan selain berbual dengan penagih dadah sama ada yang masih aktif atau telah meninggalkannya. Franco turut membintangi filem The Company pada tahun 2003 bersama-sama dengan Neve Campbell. Kejayaan Spider-Man telah membuatkan beliau muncul sekali lagi dalam sekual 2004, Spider-Man 2. Filem tersebut diterima baik oleh pengkritik, dan ia merupakan kejayaan yang besar dari segi kewangan, apabila menjadi memegang rekod pecah panggung baharu untuk Amerika Utara. Dengan keuntungan $783 juta dari seluruh dunia, ia menjadi filem kedua terlaris bagi tahun 2004. Tahun berikutnya, Franco muncul dalam komedi gelap The Ape dan filem peperangan The Great Raid (2005), dengan membawa watak Kapten Robert Prince. Pada tahun 2006, Franco bergandingan bersama Tyrese Gibson dalam Annapolis dan memegang watak Tristan dalam Tristan & Isolde, yang turut dibintangi oleh pelakon British, Sophia Myles. Beliau kemudiannya mengambil latihan bagi Lesen Penerbangan Peribadi untuk persiapan bagi watak dalam Flyboys, yang disiarkan pada September 2006; bulan yang sama Franco muncul dalam The Wicker Man, yang dihasilkan semula dari filem 1973 dengan judul yang sama. Pada tahun 2006 juga, beliau muncul dalam komedi romantik, The Holiday.

Franco kemudiannya muncul semula sebagai Harry Osborn dalam  Spider-Man 3 (2007). Berbeza dengan dua filem Spider-Man lakonan beliau yang terdahulu yang menerima pujian dari pengkritik filem, Spider-Man 3 pula menerima kritikan bercampur-campur. Walau bagaimanapun, filem ini masih mengutp keuntungan sebanyak $891 juta, dan menjadi siri filem Spider-Man paling berjaya, dan filem lakonan Franco yang menerima kutipan tertinggi sehingga ke hari ini. Dalam tahun yang sama, Franco muncul dalam komedi  Knocked Up, yang turut dibintangi pelakon-pelakon Freaks and Geeks iaitu Seth Rogen, Jason Segel dan Martin Starr. Franco turut membintangi sebuah filem bebas dengan bajet rendah Camille disamping Sienna Miller dan Interview, di mana beliau hanya menyumbangkan suara sahaja. Selain itu, pada tahun 2007 juga, beliau menulis, mengarah dan membintangi Good Time Max.  Filem yang telah ditayangkan di Festival Filem Tribeca 2007 ini berkenaan dua orang adik beradik lelaki yang menjalani dua kehidupan yang berbeza iaitu seorang bakal menjadi seorang doktor dan seorang lagi (Franco) pula berhadapan dengan penggangguran dan penyalahgunaan dadah. Berikut pemilihan watak untuk dirinya, Franco berkata: " Ia hanya satu proses penghapusan, saya lebih sesuai untuk peranan ini daripada pakar bedah yang bertanggungjawab".