2009年1月，主演赵浚凯执导的讲述湘西剿匪的电视剧《战士》，饰寨主古若冲；5月，与吴秀波领衔主演首部反映上海历史变迁，前世今生的作品《上海上海》，饰上海滩关键人物王鼎松；7月，加盟国庆献礼剧《平原枪声》，饰地主苏金荣；随后，与刘佩琦共同主演军事题材战争剧《军礼》，饰国民党高级将领曾信雄；同年，与杜淳共同主演抗日题材剧《虎胆雄心》，饰藤谦；9月，在赵浚凯执导的红军献礼剧《烈火红岩》中出演了一位阴险、狠毒的国民党军官顾绍良；11月，与朱雨辰共同主演江湖系列第二部《江湖绝恋》，饰反派季博康；11月30日，拍摄了张孝正执导的年代苦情戏《梨花泪》，饰戏班富春班班主萧桂伦。
2010年5月，搭档叶静，拍摄以检察官为题材的电视剧《最后防线》，饰老检察官赵元普；8月，与杜淳共同出演献礼建党90周年作品《建党伟业》；10月，拍摄吴子牛执导的反映河北吴桥杂技艺人闯荡天下艰辛历史的作品《闯天下》，饰自私成性，落魄有余的杂技班小人物秦小手；同年，参与赵浚凯导演，连奕名、童蕾主演的空军谍战戏《天阵》，饰演新中国第一任东北航校校长刘坤；与陶飞霏、王雷领衔主演现代谍战剧《天敌》，饰陈局。
2011年5月，主演了赵浚凯执导的发生在山东烟台牟平区雷神庙的抗日故事为背景的《战雷神》，饰镇长周大马；5月18日，与于荣光共同主演军旅情感作品《从将军到士兵》，饰国民党将领唐祖礼；9月，与朱亚文共同出演营救军事题材的作品《地火》，饰演国民党派人士尚青城一角；10月，加盟了余少群主演的古装宫廷历史剧《隋唐英雄》，饰唐朝开国皇帝李渊；12月，主演游达志执导的红色抗日动作剧《我的传奇老婆》，杜志国在剧中演出王挺的父亲；10月5日，加盟编剧高锋创作，由导演杨文军执导的人物历史剧《独有英雄》；10月21日，拍摄了黄祖权执导的古装历史战争剧《薛丁山》，饰王敖老祖；10月28日，加盟了寇振海、岳跃利、徐少强主演的抗日民族战争剧《我的抗战》，饰隐退江湖的老镖头苗峰；同年，与岳跃利、马娅舒共同主演民国苦情戏《郎本无情》，饰张守义。
2012年3月，与唐国强合作，参演了十八大献礼剧《五星红旗迎风飘扬2》；4月，杜志国与吕一丁搭档主演了国安涉案剧《零度较量》，饰演警官李天平父亲；8月，杜志国与儿子杜淳合作，并亲自执导了公安题材作品《天网2012》；12月，拍摄海润影视出口，曹云金主演的草根抗日剧《走，打鬼子去》，饰国民党叶司令。
2013年3月，搭档王强、金晨、万弘杰领衔主演抗日战争剧《雪鹰》，饰奇门堂主，也是剧中胡铁荣的好友；11月，与陈宝国共同主演根据湄公河“10.5”案件改编的电视作品《湄公河大案》，饰云南省公安厅副厅长关庆林。
2015年4月出演电影《三体》中雷志成一角。
