Cooper se poté objevil v řadě uznávaných filmů, které mu vynesly nominace na Oscara. První přišel pro jeho zobrazení muže, který se snaží získat zpět svůj život po pobytu v psychiatrické léčebně v Silver Linings Playbook (2012). Drama režíroval David O. Russell a costarred Jennifer Lawrence, oba se stali častými spolupracovníky. Cooperova druhá nominace na Oscara byla pro nejlepšího herce ve vedlejší roli za výkon šíleného agenta FBI v Russellově americkém shonu (2013), který také představoval Lawrence. V roce 2014, on hrál jako Chris Kyle, SEAL, ostrostřelec, v životopisné válečné drama Americký Sniper, který režíroval Clint Eastwood, a za jeho strhující výkon, Cooper získal další Oscar, nod. Jeho další kredity od roku 2014 patří Strážci Galaxie, ve kterém on vyjádřil počítač-animovaný znak Raketa, on opakuje roli v pokračování (2017) a v Avengers: Infinity War (2018). V roce 2015 hrál v sérii filmů, zejména Burnt, o kuchaři hledajícím vykoupení a Joy, ve kterých se znovu spojil s Russellem a Lawrence.

i když Cooper z velké části zaměřena na filmovou práci, v 2014-15 on hrál jako silně znetvoření Josepha Merricka v Broadway revival Bernard Pomerance je Sloní Muž. Jeho bravurní výkon ve fyzicky náročné roli mu vynesl nominaci na Cenu Tony. Cooper pokračoval ve výrobě, když se v květnu 2015 přestěhoval do Londýna. Téhož roku si také zopakoval svou roli (i když jako mladší verze své filmové postavy z roku 2001) ve Wet Hot American Summer, osmidílném televizním seriálu na Netflixu. V roce 2016 se připojil k obsazení hororu 10 Cloverfield Lane.

Cooper získal ohlas u kritiků pro jeho režijní debut remake filmu zrodila Se Hvězda, v roce 2018. On také cowrote scénář a hrál hlavní roli, jako hard-pití hudebník, který usnadňuje meteorický vzestup písničkáře (hrál Lady Gaga). Film získal řadu nominací na Oscara a Cooper získal kývnutí za Nejlepšího herce a nejlépe upravený scénář. Také v roce 2018 ztvárnil agenta sledujícího staršího kurýra (Eastwooda) pro drogový kartel v Mule.