2001年《少年包青天2》播出,男主由周杰换为陆毅,任泉继续出演公孙策,在第二部中继续美颜盛世的公孙策有了一个红颜知己“湘湘”,也一度陷入失明的危机中。尽管《少年包青天》系列好评如潮,但任泉认为拍戏时的自己“比较自如”,“那两部戏里只有任泉8年前的质朴张扬,没有技巧。这也是为什么我不接《少年包青天3》的原因。”
2003年,厌倦出演古装美男的任泉为拍摄转型剧《危情24小时》而专门蓄须和晒黑皮肤。在本剧中,男一号任泉饰演的反恐特警刘铮在24小时之内经历了生死追杀、家破人亡、同事背叛等痛苦历程。《危情24小时》是一部真实的时间剧,每集一小时,共分24集,严格围绕着剧情在24个小时内展开。曾在《少年包青天》中合作过的陆毅妻子鲍蕾饰演剧中任泉的妻子,参演该剧的还有刘威、李晨、赵子琪等。尽管播出后反响一般,但坚定了任泉认真转型的决心。
2001年与李小璐合作的《都是天使惹的祸》。这是他的第一部都市青春偶像剧,剧中他是不苟言笑、心高气傲的男神级人物邵剑波,不仅俘获了剧中李小璐和张延两个大美女,也在播出的那个夏天收割了电视机前的一票少女心。任泉在后来接受采访谈到《都是天使惹的祸》时,表示当时自己的演技或者说阅历太稚嫩了,所以想以制片人的身份来拍一部类似的戏弥补遗憾,他称之为“中国式的青春写实剧”。
任泉终于在2000年等到了让他一度蹿红的《少年包青天》,他饰演的男二“庐州才子”公孙策风头绝不亚于如今已成为表情包的男一号周杰,观众们开始记住这个清秀俊朗的年轻小生。
2010年,任泉在胡玫执导的电影《孔子》中出演孔子早逝的学生颜回,任泉称让他重归古装戏的原因是对孔子的崇拜,孔子的思想在生活中对他影响很大。另外,本片主演周润发也是影响任泉走上演艺道路的重要人物,在与偶像对戏时,他也会时时感到紧张。拍片结束后他在个人手记中曾这样写道:“或许生活往往就是这样,不期而遇的才是惊喜。演《孔子》是责任为大,与发哥合作是最大惊喜。”
任泉在冯小刚的电影《集结号》中出演一个脾气火爆的指导员,这是一个亮相不到十分钟的小角色,甚至没有名字,在一开场就被打死了。对于这个像是龙套一样的角色,任泉觉得无所谓,他说自己和廖凡、张涵予、邓超、王宝强一群大老爷们没戏时就靠在墙角晒太阳,晚上和导演一起去喝大酒,畅快淋漓,“拍完这部电影,我们都成了好兄弟!”