不過大谷最後回絕了道奇、紅襪與遊騎兵的邀約，選擇先投入願意尊重他「二刀流」初衷的日本火腿隊。大谷翔平在日職火腿隊效力五年，除了火球繼續飆速，留下了165公里的恐怖門檻，以及42勝、624K、防禦率2.52的成績；他也以投手身份敲出48支全壘打（最佳表現是2016年的單季22轟）、166分打點，打擊率（2成86）與長打率（5成）也都在水準以上。大谷最接近貝比魯斯的2016年，打擊三圍（打擊率、上壘率、長打率）為.322/.416/.588，防禦率低到1.86，加上10勝22轟104安的表現，成為日職首位「單季10勝100安20轟」的球員，火腿也在他的帶領下順利贏得「日本一」。
在日本五年，年年打進明星賽（2016年還當上明星賽MVP）、並且拿過洋聯勝投王、防禦率王、最佳指定打擊的大谷翔平，終於在2017年再次表明挑戰大聯盟的意願，隨即引起美職30個球隊的高度關注。畢竟這位日職頂級球員在2017的MLB百大潛力新秀名列第一，除了速球、指叉、滑球被評為水準以上，作為打者也被球探評估有機會在MLB繳出2成7打擊率與單季30轟。經過一番競逐，大谷翔平決定落腳西岸、願意讓他以「二刀流」角色繼續征戰球場的洛杉磯天使。
大谷翔平2018年雖然如願在美職展開球季，但他在熱身賽中表現極糟，美媒甚至質疑火腿是不是買到「二刀流」贗品。不過正式球季開打後，調整得宜的大谷繳出了4勝2敗、防禦率3.31、22轟（61打點）、打擊三圍.285/.361/.564的表現，成為鈴木一朗（2001）之後再次奪得美職新人王的日本球員。不過他也因為右肘韌帶撕裂傷，在當年球季後半停止擔任投手，甚至在球季結束後決定接受韌帶重建手術。即便2019年他仍交出18轟、62打點、打擊三圍.286/.343/.505的水準表現，但在投手丘上全數缺席，「二刀流」也只能靜待復活。
2020年是大谷翔平的「二刀流」復活球季，但也是他的實力最受質疑的一年。因為傷癒重回投手丘的大谷，僅擔任兩場先發，卻繳出了防禦率37.80、保送8次、總共只撐了1.2局的淒慘成績。在打者方面，他的長程砲火也顯然生鏽，在175個打席中只繳出了7轟、24打點、打擊三圍.190/.291/.366的成績。媒體開始質疑這位擁有196公分身高的壯碩日本小子，是否把「二刀流」看得太簡單。《華爾街日報》直言，大谷翔平已經沒有太多證明自己的機會，畢竟與其擁有一個經常放進傷兵名單的半吊子「二刀流」，好好扮演攻擊手的大谷翔平，對天使才是更有意義的投資。
