W lipcu 2008 roku na gali Affliction: Banned pokonał przez KO Terry'ego Martina. Pół roku później walczył dla tej samej organizacji na gali Affliction: Day of Reckoning z Mattem Lindlandem, którego znokautował już w 37. sekundzie 1. rundy. Po rozwiązaniu Affliction ponownie powrócił do UFC, gdzie w sierpniu 2009 roku zmierzył się z byłym mistrzem tej organizacji w wadze średniej, Richem Franklinem. Pokonał go w 3. minucie 1. rundy przez KO. Walka była w limicie 195 funtów.
Kolejny powrót do UFC Dzięki wygranym nad Martinem, Lindlandem i Franklinem otrzymał szansę walki o pas z mistrzem UFC w wadze średniej, Andersonem Silvą. Była ona początkowo planowana na UFC 108, później przełożona na UFC 112 i po raz kolejny odwołana ponieważ Belfort doznał podczas treningu kontuzji barku, która wymagała operacji. Ostatecznie termin pojedynku został ustalony na 5 lutego 2011 (UFC 126). Belfort przegrał przez nokaut w pierwszej rundzie. 6 sierpnia 2011 roku znokautował Japończyka Yoshihiro Akiyamę ciosami w parterze na gali UFC 133. Kolejne zwycięstwo zanotował w rodzimej Brazylii, gdy na gali UFC 142 pokonał Amerykanina Anthony'ego Johnsona przez poddanie (duszenie zza pleców). Następna jego walka planowana była na 29 czerwca 2012 roku w Brazylii przeciw byłemu mistrzowi PRIDE, Wanderleiowi Silvie.