川上憲伸
2012年1月28日に、中日へ復帰することが球団から発表された。背番号「11」を改めて着用することも決まったため、2010年から「11」を付けていた岡田俊哉は、背番号を「21」に変更した。
2012年シーズンには、広島との開幕第2戦(3月31日)に、先発投手としてNPB復帰後初の公式戦登板。6回無失点という内容で、NPB復帰後初勝利を挙げた。しかし、その直後に故障で戦列を離れたため、レギュラーシーズン通算では一軍公式戦7試合の登板で3勝1敗、防御率2.83の成績に終わった。チームのレギュラーシーズン2位で迎えたポストシーズンでは、巨人とのクライマックスシリーズ ファイナルステージ第4戦に先発した。チームの日本シリーズ進出に王手が掛かった一戦での登板だったが、4回2失点で敗戦。チームも、この敗戦から3連敗を喫したことによって日本シリーズ進出を逃した。しかし、シリーズ終了後の契約交渉では、推定年俸6000万円(3000万円増)で契約を更改した。
2013年シーズンには、右肩痛で出遅れたため、一軍公式戦初登板は8月22日の対広島戦まで持ち越された。この試合で勝利投手になったが、以降の登板では勝ち星を重ねられず、9月25日に出場選手登録を抹消。10月3日には、球団から戦力外を通告されると共に、引退会見の開催やコーチへの就任を打診された。
退団会見の際に「限界に近いのは分かっている、限界を超えてまでもやりたい」と話すなど、現役続行を模索。中日への再々入団も視野に、NPBでの復帰を目指しながら、手術を受けた右肩のリハビリへ専念する意向を示した。「右太ももの筋膜を右肩の棘上筋に移植する」というスポーツ選手では前例の少ない手術で、リハビリに半年ほどの期間を要することから、2015年11月10日に草薙球場で開かれた12球団合同トライアウトには参加しなかった。
2016年には、現役復帰に向けたリハビリを続けながら、日本テレビ(副音声)・CBCテレビ・CBCラジオゲスト解説者と中日スポーツの野球評論家としても活動。「今年中に現役復帰出来なければ潔く引退する」と語った。シーズン終了後には、郷里の徳島県に本拠地を置く四国アイランドリーグplusの徳島インディゴソックスから、選手兼任コーチへの就任を打診された。しかし、入団に至らなかったため、現役復帰は叶わなかった。
2017年3月19日に、現役を引退することを正式に表明。「今年の3月までに満足のいく投球が出来なければ引退するつもりだった」と語った。引退会見などは特に行っていないが、翌4月5日のナゴヤドームでの対広島戦前の始球式が引退登板となり、元同僚の岩瀬仁紀から花束を贈られている。
各年度の太字はリーグ最高
各年度の太字年はゴールデングラブ賞受賞
シーズン通算では17勝を挙げて、自身2度目の最多勝、自身初の最多奪三振のタイトルを獲得した。北海道日本ハムファイターズとの日本シリーズでは、10月21日の開幕戦に8回2失点と勝利。ナゴヤドームでは、先発としてシリーズ初の勝利投手になった。日本ハムに王手をかけられていた第5戦で敗戦投手になったため、チームはまたしても日本一を逃したが、川上自身は2度目の敢闘選手賞を受賞。
2007年シーズンは、8月3日の対横浜戦で、NPB史上124人目(チーム史上9人目)の一軍公式戦通算100勝に到達。228試合目での到達は、212試合の杉下茂、221試合の服部受弘に次いで、チーム史上3番目のスピード記録だった。レギュラーシーズン通算では、4年連続2桁勝利を達成。規定投球回に達しながら完投を記録できないなど、本調子には至らなかったが、K/BBはNPB12球団の規定投球回数到達者でトップの6.90であった。チームのレギュラーシーズン2位で迎えたポストシーズンでは、阪神とのクライマックスシリーズ ファーストステージ第1戦(ナゴヤドーム)で、7回を9奪三振被安打2無四死球無失点と好投。同シリーズ初の勝利を記録した。巨人とのファイナルステージでは第2戦に先発し6回まで1失点に抑えるも7回にデーモン・ホリンズに3点本塁打を打たれ7回4失点で降板したが、打線の援護もあり勝利投手となった。チームの同ステージ3連勝で迎えた日本ハムとの日本シリーズでは、第1戦(10月27日)で先発に起用されたが、8回を被安打2と好投しながら初回にフェルナンド・セギノールに打たれた3点本塁打によって敗戦を喫した。