2005 год был посвящен съемкам в независимой драматической комедии Кальмар и кит режиссёра Ноя Баумбаха и в фильме ужасов Оборотни под режиссурой Уэса Крэйвена.
Помимо работы в кино, Айзенберг принимал участие в театральных постановках, в том числе и в пьесе Лил Кесслер Сирота.
В 2007 году на экраны вышли четыре фильма с участием Джесси Айзенберга: Образование Чарли Бэнкса , Живущий след, Каждый день, как дождь и Охота Ханта. В последнем, триллере режиссера Ричарда Шепарда, Джесси снялся вместе с Ричардом Гиром.
В 2009 году Айзенберг снялся в комедийном фильме ужасов Добро пожаловать в Zомбилэнд. Роль в Zомбилэнде, где он сыграл вместе с Вуди Харрелсоном, Эммой Стоун и Абигейл Бреслин, принесла актеру большую популярность.
2010 год стал для Джесси наиболее прорывным. На экраны так же, как и годом ранее, вышли четыре картины с его участием. Но главной ролью года и карьеры на тот момент стала роль Марка Цукерберга в фильме Социальная сеть. За эту актерскую работу Айзенберг получил несколько наград, а так же был номинирован как лучший актер на премии BAFTA Awards, Золотой глобус и Оскар.
В 2011 году Джесси подарил свой голос главному персонажу с именем Голубчик в мультфильме Рио, а так же сыграл роль главного героя Ника в комедийном боевике режиссёра Рубена Флейшера Успеть за 30 минут. Кроме того, в октябре этого же года состоялся дебют Айзенберга как драматурга в пьесе Асунсьон, поставленной в Cherry Lane Theatre.
В 2012 году вышли четыре киноленты с участием Айзенберга, в том числе и комедия Вуди Аллена Римские приключения.
В 2013 году актер принял участие в съемках первой части криминального триллера Иллюзия обмана (англ. Now You See Me). А так же в британской чёрной трагикомедии режиссёра Ричарда Айоади Двойник, где сыграл сразу две роли.
Так же в 2013 году вышел на экраны американский драматический фильм режиссёра Келли Рейхардт Ночные движения, где Джесси сыграл главную роль.
В 2015 году в прокат вышло три картины с участием Айзенберга: американский драматический фильм Конец тура, драма Громче, чем бомбы и комедийный, где Джесси сыграл в главных ролях вместе с Кристен Стюарт.
В 2016 году актер сыграл суперзлодея Лекса Лютора в фильме Бэтмен против Супермена: На заре справедливости. А так же вышла вторая часть Иллюзий обмана.
В 2017 году йзенберг продолжил играть роль Лекса Лютора в следующей части комикса о Бэтмене под названием Лига справедливости.
