2017年（平成29年）、宮藤官九郎脚本のテレビドラマ『監獄のお姫さま』で民放の連ドラに初出演を果たす[21]。

2023年5月30日、2024年3月公開予定の荒木伸二監督映画『ペナルティループ』への出演が正式発表された（同月中にクランクアップ済み）[22]。大麻所持騒動から約3年ぶりの俳優業復帰となる[23]。2024年1月には逮捕されて以降の語り下ろしを収録した著書『自刻像』を文藝春秋より刊行する[24]。
不祥事

2020年9月8日、東京都目黒区碑文谷1丁目の自宅で大麻を所持していたとして、大麻取締法違反の容疑で警視庁に逮捕された[25]。これを受けリバースプロジェクトは取締役CEO名義で「お詫び」を発表した[26]。9月29日、大麻取締法違反の罪で東京地検により起訴され[27]、同日、伊勢谷の直筆による謝罪コメントが弁護人を通じ発表された[28]。9月30日、保釈が認められ（保証金500万円）[29]、勾留先の警視庁東京湾岸署から保釈された[30]。12月1日、東京地裁で開かれた初公判で伊勢谷は起訴内容を認め、検察側は常習性や再犯の恐れがあるとして懲役1年を求刑[31]。弁護側が執行猶予付きの判決を求め、即日結審した[31]。12月22日、東京地裁は懲役1年、執行猶予3年の判決を言い渡した[32]。
家族・親族

父親は洋服の仕立て屋（テーラー）だがほとんど面識がなく離れて暮らしていた[33]。母子家庭で育ったが、母親は大変教育熱心で、「私はあなた達には学歴しか残す事ができない」（教育虐待も参照）と言われたという。異母兄にはデザイナー・山本寛斎がおり、兄弟ではあるものの伊勢谷は父親が53歳9か月の時の子であり、山本とは30歳以上年が離れている。
出演
映画

ワンダフルライフ（監督：是枝裕和、1999年） - 伊勢谷友介 役

金髪の草原（監督：犬童一心、2000年） - 日暮里歩 役

DISTANCE（監督：是枝裕和、2001年） - 勝 役

害虫（監督：塩田明彦、2002年） - コーヒーショップの見知らぬ男 役

月に沈む（監督：行定勲、2002年） - 昭午 / 尊臣 役

⇒カクト（監督：伊勢谷友介、2003年）

黄泉がえり（監督：塩田明彦、2003年） - 俊介 役

DEAD END RUN（監督：石井聰互、2002年）

赤い月（監督：降旗康男、2004年） - 氷室啓介 役

CASSHERN（監督：紀里谷和明、2004年） - 東鉄也 / キャシャーン 役（主演）

雪に願うこと（監督：根岸吉太郎、2006年） - 矢崎学 役（主演）

笑う大天使（ミカエル）（監督：小田一生、2006年） - 司城一臣 役

嫌われ松子の一生（監督：中島哲也、2006年） - 龍洋一 役

ハチミツとクローバー（監督：高田雅博、2006年） - 森田忍 役

出口のない海（監督：佐々部清、2006年） - 北勝也 役

パッセンジャー（監督：フランソワ・ロドゲール、2006年） - コウジ 役（主演）

図鑑に載ってない虫（監督：三木聡、2007年） - 俺 役（主演）

サイドカーに犬（監督：根岸吉太郎、2007年）- マンションの下見に来る客 役

伝染歌（監督：原田眞人、2007年） - 太一太一 役

スキヤキ・ウエスタン ジャンゴ（監督：三池崇史、2007年） - 源義経 役

クローズド・ノート（監督：行定勲、2007年） - 石飛リュウ 役

ブラインドネス（監督：フェルナンド・メイレレス、2008年） - 最初に失明した男 役

十三人の刺客（監督：三池崇史、2010年） - 木賀小弥太 役