Kirjoita jatko-osa tähän kappaleeseen - Vuonna 2015 Hemsworth näytteli ohjaaja Michael Mannin elokuvassa Blackhat Viola Davisin rinnalla. Elokuva räjähti lipputoimistoissa ja sai huonoa vastaanottoa. Monille kriitikoille elokuvan merkittävä ongelma oli Hemsworthin roolitus hakkeriin. Christy Lemire Chicago Sun-Timesistä huomautti: "Jokainen, joka tekee [hänen] tiensä maailmassa istumalla tietokoneen näytön edessä koko päivän, ei näytä yhtä söpöltä kuin Hemsworth". Hemsworth itse myönsi myöhemmin olevansa tyytymätön rooliinsa: "En pitänyt siitä, mitä tein elokuvassa", hän kommentoi. "Se tuntui tasaiselta, ja se oli myös yritys tehdä sitä, mitä luulin ihmisten haluavan nähdä. Mutta en taida olla hyvä siinä". Hän toisti roolinsa Thorina neljättä kertaa The Avengersin jatko-osassa. Elokuvan lisäksi, joka sai positiivisia arvosteluja ja keräsi yli 1,4 miljardia dollaria maailmanlaajuisesti, Hemsworth voitti myös People's Choice -palkinnon.
Suosituimmaksi toimintaelokuvatähti. Hemsworth palasi "Koti ja ulkona" -elokuvan kuvauspaikalle marraskuussa 2014 kuvaamaan kohtausta lisäosana eikä hänen hahmonsa Kim Hydenä. Episodi, jossa hän esiintyi, lähetettiin 19. toukokuuta 2015.