29 maja 2010 w meczu przeciwko Florida Marlins rozegrał 20. w historii Major League perfect game i jednocześnie został drugim zawodnikiem Phillies, który dokonał tego osiągnięcia. 6 października 2010 w spotkaniu z Cincinnati Reds, jako drugi miotacz w historii MLB po Donie Larsenie, rozegrał no-hittera w postseason. W tym samym sezonie zwyciężył w lidze w klasyfikacji zwycięstw (21), otrzymał nagrodę Cy Young Award i po raz siódmy w karierze wystąpił w All-Star Game.
29 lipca 2012 w meczu przeciwko Atlanta Braves został 67. miotaczem w historii MLB, który zaliczył 2000. strikeout, zaś 14 kwietnia 2013 w spotkaniu z Miami Marlins osiągnął pułap 200 zwycięstw w karierze. 5 maja 2013 w meczu z Miami Marlins rozgrywanym na Citizens Bank Park, odniósł kontuzję prawego ramienia, która wykluczyła go z gry na niespełna trzy miesiące. W tym samym roku postanowił zakończyć karierę.
29 marca 2018 przed meczem otwarcia sezonu z New York Yankees miała miejsce ceremonia zastrzeżenia numeru 32, z którym Halladay występował.