Du drame à la comédie, Thierry Lhermitte s'essaie aux différents genres du cinéma, mais c'est surtout dans le registre de l'humour qu'il récolte ses plus grandes réussites. En effet, en 2005, le film « Les Bronzés 3 amis pour la vie » crée l'événement en réunissant pour la première fois depuis de nombreuses années la troupe du Splendid. Après quelques seconds rôles au cinéma, c'est à la télévision que Thierry Lhermitte décide de faire son retour en janvier 2011 dans la série « Doc Martin ».

L'année suivante, le comédien revient au grand écran dans le drame « Le Noir (Te) Vous Va Si Bien » de Jacques Bral. Puis il surprend en se glissant dans la peau d'un cadre supérieur basé à Montréal qui change de vie en devenant promeneur de chiens dans « La Nouvelle vie de Paul Sneijder » (2016). En 2016 toujours, Thierry Lhermitte mène la vie dure à son futur gendre Arthur Dupont dans « Ma famille t'adore déjà ». On l'a vu en 2017 dans le « Syndrome de l'écossais » de Isabelle le Nouvel au théâtre et à la télévision. Il est à l'affiche en 2018 de « La Finale », un film de Robin Sykes. On l’attend dans plusieurs long-métrages dont Alors on danse de Michèle Laroque ou encore Joyeuse retraite ! 2 de Fabrice Bracq.