2011年3月18日、ライブハウス限定シングル『PASSION / 東京Star』を発売し、800枚を売り切った。11月9日に2ndミニアルバム『SUGAR TITLE』を発売し、11月19日の下北沢SHELTERワンマンライブ(SOLD OUT)を皮切りに、全国26か所の発売記念ツアー「SUGAR TITLE TOUR 2011-2012」を開催。
2012年3月30日に初の自主イベント「フォゲットモンスター?オムスターの逆襲?」を成功させる。4月7日に台湾の人気フェス「Spring Scream 2012」に出演。5月9日には2,000枚限定マキシシングル『KTEP2』をリリースし、オリコン週間インディーズチャート(5/21付)で1位を獲得。7月8日から7月21日の間、「KTEP2」発売記念の東名阪福ワンマンツアーを行い、4カ所全てSOLD OUTする。8月11日にRISING SUN ROCK FESTIVAL 2012 in EZO【def garage】ステージに、10月8日にはスペースシャワー列伝 ?第九十一巻 秋茄子（あきなす）の宴?』＠新宿LOFTに出演した。12月5日に2,000枚限定マキシシングル『KTEP3』をリリースし、2週間で完売した。
2013年2月17日から2月24日の間、「オムスターの逆襲TOUR 2013」を開催。代官山UNITワンマンを含む東名阪奈良の全4公演がSOLD OUT。3月6日に1stフルアルバム『ONE SHOT WONDER』をリリース。オリコン週間インディーズアルバム(3/18付)3位にランクイン。オリコン週間CDアルバム総合では最高27位にランクイン。3月7日から5月19日の間、全国40か所の発売記念ツアー「ONE SHOT WONDER TOUR 2013」を敢行。渋谷CLUB QUATTROを含むワンマン7公演が全てSOLD OUT。8月20日に下北沢SHELTERchでのUstreamにて、ビクターエンタテインメント内のレーベルGetting Betterからのメジャーデビューを発表し、11月20日にビクターエンタテインメント内のレーベルGetting Betterから1stシングル『コースター』でメジャーデビュー。インディーズではラストライブかつワンマン公演である、LIQUIDROOMにて「オムスター覚醒！“コースター”リリース前夜祭」11月17日に開催した。また、10月からJ-WAVEで放送されているラジオ番組『THE KINGS PLACE』の木曜日レギュラーを務める。12月29日にFM802 ROCK FESTIVAL 2013 RADIO CRAZYに、12月30日にCOUNTDOWN JAPAN 13/14に出演した。
2014年5月21日に2ndアルバム『OVERTONE』をリリース。オリコン13位を獲得。アルバムが第7回ショップ大賞の1次ノミネートに選ばれた。5月29日から7月13日の間、全国20か所の発売記念ツアー「OVERTONE TOUR 2014」を敢行。8月2日にROCK IN JAPAN FESTIVAL 2014に出演。10月29日から11月15日の間、秋の全国ツアー「SUPER EXPRESS TOUR 2014」を開催。
2015年3月4日にメジャー4thシングル『FLAVOR FLAVOR』を発売し、3月11日から4月28日の間、全国20か所を回る「“遥々、春バラーバはちもくがあなたの街まで春をお届けに参ります、候。?桜?” 対バンツアー」を敢行。5月20日には通算3枚目、3rdアルバム『HOT!』を発売し、5月23日から7月4日の間、追加公演を含め全国10か所を回るワンマンツアー「KEYTALKのHOTをMOTTOワンマンツアー」を敢行[8]。7月11日には「KEYTALK台湾ライブ『みんなでダージャーハオ』」を台湾にて敢行した。10月14日に6thシングル『スターリングスター』を発売し、10月28日に自身初となる日本武道館でのワンマンライブ「KEYTALKの武道館で舞踏会 ?shall we dance??」を敢行。
2016年3月2日に昨年10月に行われたバンド初の日本武道館公演の模様が収録されたライブ映像及びCD『KEYTALKの武道館で舞踏会 ?shall we dance??』を発売。3月16日と17日の2日間で行われるストレイテナーとの対バン九州ツアー「湯めぐりツアー ?カステラを片手に?」が開催[9]。4月13日に7thシングルで2か月連続シングルリリース第一弾『HELLO WONDERLAND』を発売。今作に収録される楽曲はメンバーそれぞれが作詞作曲を担当している[10]。4月15日、25日、26日に行われる東名阪QUATTROツアー「クアトロ灼熱の小旅行?燻らせ肉の雫?」を開催[9]。5月18日に8thシングルで2か月連続シングルリリース第二弾『MATSURI BAYASHI』を発売し、5月24日から13か所15公演で行われる全国ツアー「KEYTALKワンマンツアー 3年K組お祭り先生 ?「先生！義勝君の給食費がありません！」?」を開催[11]。7月6日にはインディーズ時代に発表された「KTEP」シリーズ4作品をまとめた編集盤『KTEP COMPLETE』を発売。9月17日?30日、東名阪ツアー「KEYTALK 秋の大収穫祭?そなたが落としたのは金の松茸か？ 銀の椎茸か？ それとも白いしめじか？?」を開催した[12]。
2017年1月1日、TBS系「ニューイヤー駅伝2017」テーマソング及び「熊本城マラソン2017」大会公式テーマソングとなった「Oh!En!Ka!」を配信限定リリース。2月8日から2018年2月7日の間で三代目「ニッパー大使」として就任。3月15日に4thアルバム『PARADISE』を発売。4月22日から7月30日まで行われた全国ツアー「KEYTALK爆裂疾風ツアー2017 ?みんなの街でパラリラパパパラダイス?」を敢行。6月7日に11thシングル『黄昏シンフォニー』を発売。タイトル曲はTBS系ドラマ「3人のパパ」の主題歌に起用された。7月20日から9月10日までの期間限定で、KEYTALKの楽曲が東武東上本線柳瀬川駅、上福岡駅、川越駅、鶴ヶ島駅、森林公園駅の発車メロディーに採用された。また、同期間、左記の5駅に池袋駅、朝霞台駅を加えたKEYTALK縁の7駅でスタンプラリーが行われた[13]。8月30日に12thシングル『セツナユメミシ』を発売。9月10日に初の横浜アリーナワンマンライブ「横浜アリーナ ワンマンライブ 俺ら出会って10年目?shall we dance??」を敢行、12000人を動員した。またこのライブ映像を収録された映像作品やライブCDが12月20日に発売した。
2018年1月24日に13thシングル『ロトカ・ヴォルテラ』を発売。3月7日に5thアルバム『Rainbow』を発売。4月17日から7月14日まで行われる全国ツアーKEYTALK「Rainbow road Tour 2018?おれ、熊本で2番目に速いから?」を敢行。7月14日に自身初となるホールでのワンマンライブを「Rainbow road Tour 2018?おれ、熊本で2番目に速いから?」の最終公演として、熊本市民会館にて敢行、1500人を動員した。7月18日に14thシングル『Cheers!』を発売。9月8日に幕張メッセにてワンマンライブ「ド真ん中で頑張マッセ?shall we dance??」を開催し14000人を動員。またこのライブ映像を収録された映像作品が12月19日に発売。10月6日 - 29日に初であるKEYTALK「ホールツアー2018 ?目指せホールインワン あなたの心へ100ヤード?」を敢行し、11月19日と20日に恵比寿LIQUIDROOMにて「Major Debut 5th Anniversary Special Live ?そこらのギターかき鳴らして歌い出して5年目の真実?」を開催。
2019年3月21日から28日まで「KEYTALK 北海道はデッカイドウツアー ?道内堂々巡り?」を、4月4日から18日まで「KEYTALK 熱い熱い思いぶっ放しツアー ?目指せ全国制覇への道?」開催。5月15日に15thシングル『BUBBLE-GUM MAGIC』を発売し、5/14付オリコンデイリーシングルランキングで自己最高の4位を獲得した[14]。また、15thシングル発売と共にレーベルをビクターエンタテインメント・Getting Betterからユニバーサルミュージック・Virgin Musicへ移籍した[15]。 6月25日に「ララ・ラプソディー」を配信リリース。7月4日から18日まで東名阪ワンマンツアーを開催。8月9日から4週連続で配信シングル「真夏の衝動」「旋律の迷宮」「ブルーハワイ」「Catch The Wave」をリリースした[16]。11月6日に6thアルバム『DON'T STOP THE MUSIC』を発売し、11月8日から12月13日までKEYTALK全国ワンマンツアー『DON'T STOP THE MUSIC TOUR 熱狂パワフルKEYTALK 2019 ?本当にダイジョーブ?? 爆発寸前!! 武正の足爆弾?』を開催。
2020年3月18日にビクターエンタテインメント在籍時の曲で構成された、キャリア初となるベストアルバム3作品『Best Selection Album of Victor Years』『Coupling Selection Album of Victor Years』『Best Selection Album of Victor Years Complete Box』を同時発売した[17]。3月25日に配信シングル「サンライズ」を発売し、5月9日と10日に幕張メッセイベントホールにて2日間被り曲なしのワンマンライブを開催をが予定されていたものの、新型コロナウイルスの影響で幕張メッセイベントホールでのワンマンライブの日程が8月22日と23日へ延期の上、7月19日のKEYTALKTV生放送で開催中止を発表された。8月26日に配信限定シングル「流線ノスタルジック」を発売。9月から3ヶ月連続で無観客配信ライブ「4密サウンドでSUTEKI HOME ?甘い甘い蜜のよう? 2010-2014」[18]、「4密サウンドでSUTEKI HOME?甘い甘い蜜のよう? 2015-2020」、「4密サウンドでSUTEKI HOME ?甘い甘い蜜のよう? 2010-2020 REQUEST」を敢行した。12月23日、「Orion」を配信リリース。
2021年1月9日と10日に国立代々木競技場第一体育館でワンマンライブを開催予定だったが中止を発表[19]。4月16日にZepp TokyoにてKEYTALKワンマンライブ 「いざ爛々乱舞ぼくらのワンマン始業式?皆さんが静かになるまでに3分24秒かかりました?」を昼の部・夜の部2公演開催。8月25日に7thアルバム『ACTION!』を発売。10月7日から11月9日までKEYTALK 全国ツアー2021「最高の笑顔でいきますよ！よーい！ACTION！?お待たせしました。お待たせしすぎたかもしれませんね。?」を開催した[20]。8月25日に恵比寿LIQUIDROOMでリリースパーティー「『初披露』take1?最高のライブにしますよ！よーいACTION！?」を2部制で開催した[21]。
2022年6月2日、約8年半ぶりとなる「KTEP」シリーズの新作『KTEP4』をライブ会場限定でリリース。
2023年2月22日、「君とサマー」を配信リリース。3月1日、約7年半ぶり2回目となる日本武道館公演「KEYTALKの武道館で舞踏会?shall we dance??2」を開催。同日、日本武道館公演で初披露された新曲「未来の音」を配信リリース。