2008–2013: przedsięwzięcia w Hollywoodzie W 2008 roku zagrał w swoim pierwszym amerykańskim filmie Speed Racer, w którym zagrał kierowcę Taejo Togokahna. Następnie, w 2009 roku, zagrał w filmie Ninja zabójca, jako główny bohater Raizo. Film został wyreżyserowany przez Jamesa McTeigue i produkowany przez Joela Silvera i Wachowskich. Projekt był inspirowany scenami ninja z filmu Speed Racer, w których Rain zaimponował Wachowskim swoją rolą jako wojownik. Dzięki temu filmowi Rain stał się pierwszym urodzonym w Korei aktorem, który zagrał głównego bohatera w Hollywoodzkim filmie. Zdobył nagrodę „Największy twardziel” podczas MTV Movie Awards 2010 za swój występ.
W 2010 roku Rain powrócił na mały ekran po 5 latach, w serialu Domangja: Plan B, w którym gra młodego, bogatego i przebiegłego koreańskiego prywatnego detektywa. Na konferencji prasowej do serialu 27 września 2010 roku Rain poinformował, że zdecydował się na służbę wojskową po 2011 roku, aby móc dokończyć studia magisterskie. Następnie zagrał w filmie lotniczym R2B: Powrót do bazy, który miał swoją premierę w sierpniu 2012 roku. Rain pojawił się jako niespodziewany gość na specjalnym evencie do filmu.