2010年，任帅一改之前的荧幕形象，在翻拍自陈逸飞的最后艺术遗作电视剧《理发师》中饰演“地痞流氓”马胜；在谈及剧本时，任帅表示随着对角色的深入了解，他被这个人物深深地打动，并称马胜是一个“越了解越喜欢的角色”。同年7月，参演的电视剧《一路格桑花》播出，在剧中饰演周明。

2011年1月1日，编剧高满堂的“工农商”三部曲中的第一部《钢铁年代》播出，任帅与陈宝国、冯远征合作，饰演郑宝泉一角；同年3月，王义明执导的家庭情感剧《母亲的战争》播出，任帅在剧中扮演梁子一角，并凭借该角色斩获最受欢迎演员奖；同年7月，任帅在电影中首次担任男主角，主演《一号档案守护者》中的陈天平；随后8月29日，在都市家庭喜剧电视剧《我和老妈一起嫁》中扮演张十河的老同学（殷桃饰）乔锐。

2012年，任帅参演的电视剧《箭在弦上》《追逃》《知青》及电影《非常营救》等相继播出；同年9月，继《钢铁年代》后，再次参演编剧高满堂的“工农商”三部曲，在电视剧《温州一家人》中客串废品大亨赵冠球。在被采访问及在剧中戏份较少时，任帅笑称过了一把”群众演员“的瘾。

2013年2月，任帅被选为电影《炮兵司令朱瑞》的男主人公朱瑞，艺术再现朱瑞生平“没有枪没有炮、敌人为我们造”的传奇事迹；同年3月，出演由彭丹导演的十八大献礼电影《南泥湾》，饰演男主人公老周；该剧开机当天就飘起大雪，拍摄现场连手机信号也收不到，任帅每天都要“漫山遍野地走，冰面水窟上爬”；同年8月，抗战剧《穿越烽火线》播出，任帅饰演土匪秃三炮 ；接连对土匪角色的塑造，使得任帅也被媒体戏称为“土匪专业户”;同年11月，与徐帆主演电视剧《更年期的战争》，在其中饰演沉默寡言、倔强耿直的陈刚。

2014年，任帅参演由孔笙执导的年代怀旧温情剧《父母爱情》，该剧在央视一套黄金档播出后，收视率位居全国黄金时段电视剧收视排名榜首，凭借饰演老丁一角获得导演和观众的认可，有网友干脆把他在剧中给郭涛提供的种种“绝招”总结为“过年相亲攻略”；同年12月，任帅第三次参演编剧高满堂“工农商”三部曲中的农民史诗题材剧《老农民》，其饰演的庄稼汉赵有田让观众印象深刻，剧集结尾时众网友一致高呼“让有田叔活下去”；同月，任帅与陈建斌、俞飞鸿联袂主演的谍战大剧《父亲的身份》在天津拍摄，他在剧中饰演保密局少校处长何群。

2015年任帅首次与导演乔梁合作，主演电影《基隆》，并凭借饰演渔工陈天青一角获封第15届电影频道电影“百合奖”优秀男演员奖；同年6月，与王珂主演抗日题材电视剧《喋血武工队传奇》，在剧中饰演男一号高风亮 ；同年7月30日，由黄渤主演的商战剧《青岛往事》播出，任帅在其中饰演护国军司令吴岳峰；随后11月，在CCTV1播出的《丝绸之路传奇》中饰演马宽利 ；同年12月，主演首部展现潘家峪惨案和潘家峪复仇团故事的电视作品《长城红》，饰演八路军司令员郑群；随后的29日，任帅友情出演的年代人物传记大戏《少帅》上映，相比之前刚毅果断的造型，他在剧中演绎的周恩来儒雅有亲和力；

2016年2月，继《老农民》之后，任帅再次接拍农民题材，他在电影《丢羊》中演绎的西北“羊倌”张永宏被戏称为男版“秋菊” ，并凭借该角色获得北京青年影展最佳男主角；

2017年4月17日，以常立生的角色出现在医疗剧《外科风云》中；5月19日，在上映的青春电影《小情书》中友情出演王凯的爸爸；9月29日，参演的金融谍战剧《玄武》播出，通过对特工首领黄大虎的演绎，任帅被观众尊称为“特工教父”；

2018年1月，任帅拓宽演绎风格，出演文艺偶像言情剧《一路繁花相送》，该剧开播当天以1.373%的超高收视率位列黄金档电视剧收视第一；同年4月27日，领衔主演的电影《雪葬》上映，该电影在当年荣获蒙特利尔国际电影节中国电影竞赛单元铜奖和第27届金鸡百花电影节特别推荐奖。同年12月10日，参演改革开放献礼剧《大江大河》，该剧以8.9的高分斩获豆瓣“2018年评分最高国产剧”称号。

2019年4月，参演电视剧《边境缉凶》；同年5月25日，在首部讲述我国防治艾滋病一线医护英雄的电影《黄玫瑰》中饰演防艾医生的军人丈夫杨峰；10月25日，以李树青的角色参演电影《太阳升起的时刻》，并出席首映发布会；随后12月26日，刑侦悬疑剧《边境线之冷焰》开播 ，在剧中扮演李建。

2020年5月3日，CCTV1定制的重大历史题材电视剧《西柏坡的回声》播出，该剧的历史原型为新中国反腐第一案——刘青山、张子善案，任帅饰演主人公张子善；同年4月6日，饰演由郭京飞、苗苗等主演电视剧《我是余欢水》中的王局长；随后的6月至9月间，他参演的脱贫攻坚剧《最美的乡村》和中国首部抗疫题材电视系列剧《最美逆行者》在CCTV1播出；同年12月4日，主演年代战争剧《烈火战马》。

2021年8月10日 ，参与拍摄年代情感剧《亲爱的爸妈》，在剧中饰演李庆山 ；同年9月18日，参演的黑龙江省委宣传部重点扶持项目电影《余下都是春天》开机；同年10月20日，任帅参演的爱情剧《在你的冬夜里闪耀》开机，在剧中扮演郑英俊。

2022年1月11日，客串第28届上海电视节白玉兰奖提名作品《开端》中公安局长夏江；同年 2月1日，参演由蔡明、李建华主演的情景喜剧《家和万事兴》；2月28日，任帅主演的电影《浴血誓言》上映，该影片在2023年入选“2024年度‘国防万映’公益展映重点推荐影片”；同年9月，首部以重型卡车行业为背景的电视剧《沸腾人生》开播，任帅在剧中饰演华汽的老工人艾陕北；

2023年2月，任帅在年代戏《我们的日子》中饰演回头浪子杨大山，在剧中塑造的宠妻名场面令人印象深刻；同年8月，任帅主演的首度聚焦无线电技侦工作的红色谍战剧《激战苍穹》圆满杀青，该剧作为福建省重点文艺项目，被列入2021-2025年“闽派”重点电视剧选题；12月，任帅出演的电影《大秦文公》开机；同月10日，任帅参演的电视剧《鸣龙少年》CCTV-8和优酷同步播出。

2024年1月12日，进入《深海之光》剧组，并出席开机仪式；10月1日，参演的电视剧《破密》播出。

任帅在《母亲的战争》中，张弛有度的演技把这个内心强大的男人全然地释放出来，呈现在观众眼前。（搜狐娱乐评）

任帅在《父母爱情》中，用纯熟的演技为人物增添了情致，不仅演通了老丁的故事，演出了老丁的个性神韵与内心的挣扎，更演活了一个普通男人充满激情、深情、柔情、悲情的一辈子。同时，任帅也通过“老丁“展现出儒雅睿智的怀旧气质和愈加成熟练达的表演实力。（网易娱乐评）

年代戏中的任帅一路走来，被称为“土匪专业户”，但无论《闯关东》中的震三江、《生死线》中的古烁，还是《以母亲的名义》中的洪大，任帅总能把亦邪亦正的土匪拿捏得恰到好处，他的演技也早就得到了观众认可。（中国新闻网评）