《漢武大帝》之後，杜淳出演了黃曉明、陳道明主演的電視劇《大漢天子2》飾演李勇，和電視劇《少女總裁》飾演江南雨。2005年，客串古裝劇《大宋提刑官》。2006年，參演無厘頭古裝劇《江湖俏佳人》，出演男主角黑木，與鍾麗緹有大量的對手戲。
2007年，杜淳與李彩樺、溫兆倫、崔林聯袂主演由香港導演袁英明執導的古龍劇《大旗英雄傳》，飾演鐵血柔腸的少俠鐵中棠，這是他首次擔任第一男主角，該劇奪得2007年度“最佳古裝劇”、“央視優秀劇”、“最受歡迎武俠劇”獎項。
同年參演改編自同名紅色經典電影的電視劇《51號兵站》，飾演男一號“小老大”梁宏，杜淳演繹的“小老大”梁宏沉著勇敢、機智過人、文武雙全，被譽為“青春革命偶像”，榮獲2007年度南方影視盛典“年度最佳男主角獎”。
2008年，再次出演紅色電視劇《敵營十八年》，飾演男一號江波，一個潛伏敵後智勇雙全的地下黨員，並演唱插曲《兩難》。
2009年，杜淳主演的以反映中國近代史上著名的三次人口遷徙之一電視劇《走西口》作為央視一套開年劇播出，杜淳飾演從學徒到商人再到革命志士的男一號“田青”，為國盡力散盡家財、仁義無雙的儒商形象給不少觀眾留下深刻印象。
2010年，參演偶像劇《租個女友回家過年》，飾演飾演男一號龍門古鎮的孫氏後代孫翌偉，杜淳飾演的孫翌偉以日薪五百的高薪租來薛佳凝假扮女友回家過年，以此引發的一系列親情、友情、愛情大混戰，被觀眾譽為“溫馨而有內涵的偶像劇”。
出演電視劇《南下》，講述了南下幹部的苦與樂，杜淳和李小冉在劇中苦戀，為觀眾展示了那個特定年代中艱難而痛苦的愛情。參演《青春期撞上更年期》出演男一號青年才俊猶豫糾結的青年作家鄧家齊。
2011年，參演由香港導演陳嘉上執導根據同名電影改編的電視劇《古今大戰秦俑情》，飾演男一號，與安以軒飾演的女一號上演了一曲三生三世的愛情絕世戀歌。 參演新版《水滸傳》出演西門慶一角。
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