В 2002 году Харди появляется в независимой ленте «Точки над i», где его партнёром по съёмочной площадке был Гаэль Гарсиа Берналь. Затем он переезжает в Северную Африку, где снимается в картине «Симон: Английский легионер» (2002), рассказывающей историю Французского Иностранного легиона. В том же году он сыграл первую заметную роль в своей карьере, представ в образе Ремана Претора Шинзона, клона капитана «Энтерпрайза» Жан-Люка Пикара (Патрик Стюарт), в фильме «Звёздный путь: Возмездие». Он вернулся в Англию, чтобы сняться в триллере «LD50: Летальная доза» (2003).
В 2003 году Харди был награждён театральной премией London Evening Standard Theatre Award за выдающийся дебют на сцене в спектаклях по пьесам Blood и In Arabia, We’d All Be Kings, поставленных театрами Royal Court Theatre и Hampstead Theatre. На следующий год он также был номинирован на Премию Лоуренса Оливье за самый многообещающий дебют 2003 года за игру в спектакле In Arabia, We’d All Be Kings.
Харди появляется в 2005 году в сериале канала BBC «Королева-девственница», исполнив роль Роберта Дадли, друга детства Елизаветы I. Сериал изображает их отношения как платонические, хотя и весьма романтичные. Харди сыграл Джона Флеминга в телефильме A for Andromeda (2006), основанном на одноимённом научно-фантастическом сериале Фелла Ричарда 1960-х годов.
Том Харди на лондонской премьере фильма «Шпион, выйди вон!», сентябрь 2011
В 2007 году он снимается в основанной на реальных событиях теледраме Stuart: A Life Backwards. Харди играет главного героя фильма, бездомного Стюарта Шортера, над которым много лет издевались, и чья смерть, возможно, была самоубийством. В сентябре 2008 года он появляется в гангстерской комедии Гая Ричи «Рок-н-рольщик», сыграв бандита нетрадиционной ориентации Красавчика Боба, одного из членов преступной группировки «Дикая шайка», возглавляемой персонажем Джерарда Батлера по имени Раз-Два, в которого без памяти и влюбляется Боб.
В начале 2009 Харди снялся в фильме «Бронсон», рассказывающем о жизни заключённого Чарльза Бронсона, который большую часть своей взрослой жизни провёл в одиночной камере. Для фильма он набрал 19 килограммов мышечной массы.
В июне того же года Харди снялся в телесериале «Прикуп», сыграв гангстера Фредди, работающего с наркотиками и алкогольными напитками. Роль принесла ему номинацию на премию Crime Thriller Awards в категории «Лучший актёр» за 2009 год.
В августе 2009 года он появляется в экранизации романа Эмили Бронте «Грозовой перевал», исполнив роль Хитклиффа, классического символа любви, который влюбляется в подругу своего детства Кэтрин (Шарлотта Райли). В таблоиде The Sun даже писали, что после окончания работы над фильмом они начали встречаться, ради чего он бросил женщину, с которой вместе жил два года, и маленького сына. Райли через интервью отрицала эти слухи.
В начале 2010 года в чикагском Goodman Theatre Харди сыграл в спектакле Филипа Сеймура Хоффмана The Long Red Road по пьесе Бретта Си Леонарда. Харди получил хорошие отзывы критиков за исполнение роли алкоголика Сэма, пытающегося пропить своё прошлое.
Харди предстал в образе сына Пэдди Конлона (Ник Нолти) в ленте о выдaющемся мастере боевых искусств «Воин» (2011). Он является основным героем в фильме. Харди играет Имса, одного из главных персонажей, в научно-фантастическом триллере Кристофера Нолана «Начало» ).
В июне 2010 года Харди в программе «Пятничный вечер с Джонатаном Россом» объявил, что будет играть главную роль в фильме «Безумный Макс: Дорога ярости» ремейке оригинального фильма.
В 2012 году снялся в заключительной части трилогии Кристофера Нолана «Тёмный рыцарь: Возрождение легенды», сыграв суперзлодея Бэйна.
В 2014 году вышли две картины с Томом Харди в главных ролях: «Лок» и «Общак». В декабре этого же года Харди получил роль Рика Флэга в фильме «Отряд самоубийц», но в начале 2015 года покинул проект.
В 2015 году выйдут кинокартины «Безумный Макс: Дорога ярости» и «Номер 44» с участием Тома.