Wkrótce pojawił się jako Joshua „Josh” Washington, jeden z głównych bohaterów w grze Until Dawn (2015).
„Bywały czasy, w których próbowałem zrozumieć, dlaczego nie udaje mi się zdobyć ról, które były osiągalne dla innych. Zastanawiałem się, czy jestem zbyt etniczny, a może przeciwnie, za mało? Jeszcze kilka lat temu nie pomyślałbym, że ktoś taki jak ja może zdobyć główną męską rolę” – mówił w 2015 w rozmowie z „Time”.
W dramacie Paula Thomasa Andersona Mistrz (The Master, 2012), gdzie partnerował Joaquinowi Phoenixowi i Philipowi Seymourowi Hoffmanowi, dostrzegł go Sam Esmail, scenarzysta i producent, również egipskiego pochodzenia. Był tak oczarowany Malekiem, że w 2015 powierzył mu główną rolę Elliota Aldersona, niestabilnego emocjonalnie ponurego eksperta ds. cyberbezpieczeństwa, który cierpi zarówno na fobię społeczną, jak i depresję kliniczną, w cieszącym się uznaniem krytyków serialu Mr. Robot. W rozmowie z „New York Times” twórca serialu Sam Esmail wspomina, że miał tak ogromne problemy z obsadzeniem głównej roli, że omal nie przepisał całego scenariusza. Po przesłuchaniu ponad stu kandydatów Esmail był załamany. Elliot wydawał się antypatyczną, wycofaną postacią, która nie ma szans wzbudzić sympatii widzów.