Írj folytatást erre a bekezdésre - 2015-ben Hemsworth szerepelt Michael Mann "Blackhat" című akció-thrillerében, Viola Davis mellett. A film bombázott a box office-ban, és rossz fogadtatásban részesült. Sok kritikus számára a film egyik jelentős kérdése volt a Hemsworth hackerként való szerepvállalása; Christy Lemire a "Chicago Sun-Times" -ből megjegyezte: "Bárki, aki egész nap egy számítógép képernyője előtt ül a világban, nem fog olyan jóképűnek tűnni, mint Hemsworth". Hemsworth később bevallotta, hogy elégedetlen volt a teljesítményével: "Nem élveztem, amit a filmben csináltam" - kommentálta. "Csak laposnak tűnt, és egyben egy kísérlet volt arra, hogy azt csináljam, amit az emberek látni akartak. De nem hiszem, hogy jó lennék ebben a térben". A negyedik alkalommal játszotta Thor szerepét a Bosszúállók folytatásában. Amellett, hogy a film pozitív kritikákat kapott, és világszerte több mint 1,4 milliárd dollárt szerzett, Hemsworth a People's Choice Awards-ot is megnyerte.
Kedvenc akciófilm-szereplőért. Hemsworth 2014 novemberében tért vissza a "Home and Away" forgatásába, hogy extra szerepben forgasson egy jelenetet, nem pedig a karakterének, Kim Hyde-nak. Az epizód, amelyben szerepelt, 2015. május 19-én sugárzott.