Más tarde, protagonizó Whiplash (2014) e igualmente obtuvo buenas críticas, por lo que fue nominado a los premios BAFTA como estrella emergente.Después de ello, protagonizó varias películas biográficas como War Dogs (2016), Only the Brave (2017) y Thank You for Your Service (2017), en las que también tuvo buenas críticas.En 2019, protagonizó la miniserie de drama criminal Too Old to Die Young, seguida por la exitosa cinta Top Gun: Maverick (2022).[12] Tras graduarse de la universidad, Teller debutó formalmente en el cine con la película Rabbit Hole (2010), en la que Nicole Kidman lo seleccionó especialmente para dicho papel.[15] Teller obtuvo su primer papel protagónico en la película The Spectacular Now (2013) junto a Shailene Woodley.[29][30] Además, en los Golden Raspberry Awards ganó el premio al peor equipo en pantalla en conjunto con Michael B. Jordan, Kate Mara y Jamie Bell.[31] Posteriormente, interpretó por tercera y última vez a Peter Hayes en The Divergent Series: Allegiant (2016), que fue un fracaso tanto en crítica como taquilla.[35] También protagonizó Only the Brave (2017) como el irresponsable bombero Brendan «Donut» McDonough, con el cual fue alabado por la crítica por ser «perfecto para el papel».[38] Según el actor, esta fue una de sus actuaciones más difíciles ya que el rodaje se extendió por todo un año y debió tomar clases de vuelo por tres meses para tolerar la fuerza g, puesto que no se usaron dobles ni pantallas verdes para las escenas aéreas.[42] Hará su debut como productor y protagonizará la cinta Not Without Hope, adaptación cinematográfica del libro homónimo de 2010.[45] La pareja trabaja activamente con la fundación Wells of Life, la cual busca llevar agua potable a las poblaciones de África.