Yelchin war zudem in den Filmen ''House of D'' (2004, u.a. mit [[Willie Garson]]), ''Fierce People - Jede Familie hat ihre Geheimnisse'' (2005) und ''Alpha Dog - Tödliche Freundschaft'' (2006) in Hauptrollen zu sehen. Im Jahr 2007 brillierte er an der Seite von Robert Downey Jr. als titelgebender Hauptcharakter in der Komödie ''Charlie Bartlett'' (u.a. mit [[Derek McGrath]]).

Im Jahr 2008 spielte Yelchin in der amerikanisch-russischen Co-Produktion ''You and I – finding t.A.T.u'' die Rolle des Edvard Nikitin und stand im Drama ''Middle of Nowhere'' zusammen mit Susan Sarandon und [[Jeanetta Arnette]] vor der Kamera.