2001年，主演的喜剧动作片《尖峰时刻2》上映；该片以6680万美元的首周票房获得北美票房排行榜冠军；截至12月31日，该片在北美的票房达到2.26亿美元，在全球的票房达到3.29亿美元；创下华人演员主演好莱坞电影的票房纪录以及喜剧片在美国的首映票房纪录；同年，在动作片《特务迷城》中饰演一位具有奇异预感能力的营业员。2002年6月，凭借《尖峰时刻2》获得第10届MTV电影奖最佳打斗奖；9月19日，成龙与詹妮弗·洛芙·海维特、詹森·艾萨克合作主演的动作片《神奇燕尾服》上映，他在片中饰演出租车司机吉米；10月，在好莱坞星光大道上留下一颗星 ；同年，在《好莱坞报道》评选的“好莱坞明星权力排行榜”上，成龙位居第16位2003年，在喜剧动作片《皇家威龙》中饰演清朝大内高手王冲。2004年，主演好莱坞喜剧片《80天环游世界》，在片中饰演大盗路路通；同年，回归华语影坛，主演动作剧情片《新警察故事》，在片中饰演警队中的传奇人物陈国荣。
2005年3月，获得第24届香港电影金像奖专业精神奖 ；6月，获得第8届上海国际电影节华语电影杰出贡献奖；同年，与金喜善联袂主演古装爱情片《神话》，在片中他改变表演风格，饰演骁勇善战的秦朝大将蒙毅；同年，与古天乐、许冠文、高圆圆共同出演喜剧动作片《宝贝计划》，在片中饰演身手不凡的中年男子人字拖。2007年8月10日，主演的动作片《尖峰时刻3》在美国上映；首周以5023万美元的成绩获得北美票房榜冠军 ；截至9月中旬，该片在美国的票房达到1.39亿美元；同年，在韩国KBS国际广播电台与中国国际广播电台共同举办的调查中，成龙被韩国民众选为中国名人第3位；10月，被美国《娱乐周刊》评选为“影史25大动作英雄第15位”。2008年，与李连杰搭档主演动作魔幻电影《功夫之王》，在片中饰演武术精湛的鲁彦。2009年2月，与刘媛媛合唱歌曲《国家》 ；5月1日，在北京鸟巢举行“成龙和他的朋友们”演唱会，并在现场与赵本山合唱歌曲《我的好兄弟》；同年，主演的黑帮片《新宿事件》成为他演艺生涯的转型之作，他在片中改变银幕形象，饰演不会武功的老好人铁头。
成龙能够成为具有国际影响力的功夫巨星，其中一个重要原因是他的创新和变通。他将武术与戏曲杂耍嫁接，在注重动作的观赏性的同时，大幅度地降低了功夫电影中常见的血腥暴力场面，并由此开创出功夫喜剧的先河 。当功夫喜剧开始泛滥时，他又打出高危动作、杜绝替身的招牌，还吸收了好莱坞的各种电影元素，从而形成独树一帜的表演风格。当银幕上的“拼命三郎”越来越多时，他又开始尝试更刺激的挑战，动作一次比一次更难，设计一次比一次新鲜。
