9 października 2010 roku, po raz pierwszy broniąc mistrzostwa Strikeforce, zmierzył się w rewanżu z Noonsem. Pokonał go przez jednogłośną decyzję sędziów po 5-rundowym pojedynku. W 2011 roku stoczył dwie kolejne skuteczne obrony tytułu. Najpierw 29 stycznia poddał w 2. rundzie za pomocą dźwigni na staw łokciowy Brazylijczyka Evangelistę Santosa, a 9 kwietnia znokautował uderzeniami w parterze w końcówce 1. rundy Paula Daleya (choć sam chwilę wcześniej był bliski bycia znokautowanym przez Anglika).
Powrót do UFC W czerwcu 2011 roku podpisał kontrakt z UFC. Już w pierwszej walce miał się zmierzyć o mistrzostwo tej organizacji z Georges'em St-Pierre'em. Starcie było planowane na 29 października (UFC 137). 7 września władze UFC poinformowały jednak, że Diaza zastąpi w tym pojedynku Carlos Condit. Przyczyną tego posunięcia było niestawianie się zawodnika na konferencje prasowe promujące walkę. Wkrótce potem nowym rywalem Diaza ogłoszono B.J. Penna, którego pokonał przez jednogłośną decyzję, dzięki lepszym umiejętnościom bokserskim.