Szintén cameózott a 2007-es Vaskabátokban, a Haláli hullák hajnala írói, Simon Pegg és Edgar Wright filmjében, mely filmben pedig Yvonne barátjaként egysoros szerepe volt. Szerepelt a Gavin Claxton írta és rendezte 2007-es Dzsembori című filmben, és ugyanebben az évben feltűnt Roger Lloyd Pack, Jamie Hogarth és Christopher Mellows mellett a The Last Laugh című színházi előadásban.

Szerepelt a Faith No More "I Started a Joke"-feldolgozásának videoklipjében. 2009 májusában a Boy Meets Girl című minisorozatban volt látható. A The Girl Is Mime című 48 órás filmprojekt főszereplője. Freeman játssza John H. Watsont a BBC Sherlock című sorozatában, mely modern környezetbe helyezi a Sherlock Holmes-történeteket. Az első rész, a "Rózsaszín tanulmány" 2010. július 25-én került adásba, és nagy kritikai elismerést ért el. Freemant alakításáért BAFTA-díjjal jutalmazták 2011-ben.

Freeman volt Zsákos Bilbó Peter Jackson háromrészes A hobbit-filmjében. Alakítása a film egyik kritikailag nagyra értékelt eleme lett, több díjat is nyert.

Mark Gatiss szerint az igazán nagy kihívás az volt, kit válasszanak John Watson szerepére. Sue Vertue elmondta, hogy "Benedict volt az egyetlen ember, akit el tudtak képzelni Sherlock szerepében, és olyan Watsont kellett választani mellé, aki amint belép a helyiségbe, egyből kialakít köztük valami különleges kapcsot, és látszik, hogy jól tudnak együtt dolgozni". Több színészt is meghallgattak, végül Martin Freeman kapta a szerepet. Steven Moffat szerint az első jelöltjük Matt Smith volt, de vele nem működött a dolog. Azért utasították el, mert az általa megformált karakter túl "ütődött" volt, és Watson szerepében egy kicsit "értelmesebb" alakítást képzeltek el.

Az írók szerint Freeman kiválasztása hasonló vezérelv szerint történt, mint Cumberbatché Holmes szerepére. Az alkotók fontosnak találták a két karakter közti barátság kiemelését. Gatiss szerint jól el kellett találni a karakter jellemét, mert "Watson nem egy idióta, noha Conan Doyle igyekezte így láttatni. De egy idióta csak idiótákkal venné körbe magát". Moffat szerint Freeman nagyjából mindenben az ellentéte Cumberbatchnek, kivéve talán a tehetségét. Freeman a saját karakterét úgy írja le, mint Sherlock "morális iránytűjét", mert a főhős gyakran hajlamos semmibe venni a morális és etikai megfontolásokat.