Pomógł mu w tym Robert Rodriguez, angażując do roli Billy’ego w dreszczowcu Pewnego razu w Meksyku: Desperado 2 (Once Upon a Time in Mexico, 2003), a następnie obsadzając w głównej roli Marva w dramacie kryminalnym Franka Millera/Rodrigueza/Quentina Tarantino Miasto grzechu (Sin City, 2005), za którą otrzymał nagrodę Saturna, nagrodę krytyków w Chicago, nagrodę irlandzkiej publiczności i Online Film Critics Society Award.
Na Festiwalu Filmowym w Wenecji w 2008 film Zapaśnik (The Wrestler, 2008) otrzymał nagrodę dla najlepszego filmu, a grający w nim główną rolę Rourke został powszechnie uznany za najlepszego aktora, mimo iż ze względu na regulamin nie otrzymał oficjalnej nagrody. Na festiwalu doszło do skandalu – przewodniczący jury, Wim Wenders, tuż po wręczeniu nagród skrytykował zasady festiwalu, według których nie można temu samemu filmowi przyznać nagród za najlepszy film i dla najlepszego aktora. W styczniu 2009 Rourke został nominowany do Oscara jako najlepszy aktor pierwszoplanowy za rolę w Zapaśniku. W tym samym miesiącu odebrał Złoty Glob dla najlepszego aktora w filmie dramatycznym. Quentin Tarantino chciał obsadzić go w Bękartach wojny (2009), ostatecznie zrezygnował z tego pomysłu.