Regreso al cargo de primer ministro
En las elecciones de febrero de 2009, el Likud obtuvo considerables ganancias, ya que Netanyahu lideró el partido con 27 escaños en la Knesset, quedando un solo escaño por detrás del Kadima, liderado por Tzipi Livni. Sin embargo, debido a lo ajustado e inconcluso de los resultados, no quedó claro de inmediato a qué líder del partido se le invitaría a formar un gobierno de coalición. En el transcurso de las discusiones sobre la coalición en los días siguientes, Netanyahu reunió el apoyo de Yisrael Beiteinu (15 escaños), Shas (11 escaños) y varios partidos más pequeños, y el presidente de Israel le pidió que formara el gobierno, que tomó posesión el 31 de marzo de 2009.
En junio de 2009, Netanyahu expresó por primera vez un apoyo cualificado al principio de un Estado palestino independiente, con la condición de que cualquier futuro Estado palestino tendría que estar desmilitarizado y tendría que reconocer formalmente a Israel como Estado judío. Estas condiciones fueron rápidamente rechazadas por los líderes palestinos. Una breve ronda de negociaciones en 2010 se rompió cuando expiró una moratoria parcial de 10 meses sobre la construcción de asentamientos en Cisjordania e Israel se negó a prorrogarla. El proceso de paz permaneció estancado durante el resto del mandato de Netanyahu.
Netanyahu también adoptó una línea dura en materia de asuntos exteriores, presionando para que la comunidad internacional tomara medidas más contundentes contra el supuesto programa de armas nucleares de Irán, que describió como la mayor amenaza para la seguridad israelí y la paz mundial. También expresó opiniones pesimistas respecto a una serie de levantamientos y revoluciones populares en el mundo árabe en 2011 que se denominaron colectivamente la Primavera Árabe, y predijo que los nuevos líderes árabes serían más hostiles a Israel que sus predecesores.
En el ámbito nacional, Netanyahu se enfrentó al creciente descontento económico entre la clase media y los jóvenes. En el verano de 2011, grandes protestas callejeras se extendieron por todo Israel, en las que se denunciaba la desigualdad social y económica y se pedía al gobierno que aumentara su apoyo al transporte, la educación, la atención infantil, la vivienda y otros servicios públicos. Al año siguiente, su coalición se vio amenazada en dos ocasiones por desacuerdos con sus socios de coalición sobre las exenciones del servicio militar obligatorio para los judíos haredi (ultraortodoxos). La tercera y última crisis de coalición de 2012 condujo a la celebración de elecciones anticipadas después de que la coalición se encontrara en un punto muerto en relación con un presupuesto de austeridad.
Las elecciones de enero de 2013 devolvieron a Netanyahu al puesto de primer ministro, pero al frente de una coalición que parecía más cercana al centro político que la anterior. Había surgido un centro-izquierda revigorizado, liderado por Yesh Atid, un partido recién formado por el magnate de los medios de comunicación Yair Lapid que había hecho campaña sobre las preocupaciones socioeconómicas de la clase media en las protestas de 2011. Mientras tanto, una lista combinada presentada por el Likud y Yisrael Beiteinu había obtenido el mayor número de escaños en la Knesset en 2013, pero no alcanzó las expectativas. Tras semanas de negociaciones, Netanyahu logró forjar un acuerdo entre el bloque Likud-Yisrael Beitneinu, el Yesh Atid de Lapid, el partido Hatnua de Livni y varios partidos más pequeños.
En julio de 2014 Netanyahu ordenó una operación militar a gran escala en la Franja de Gaza en respuesta a los disparos de cohetes contra Israel. Al final de la campaña de 50 días, Netanyahu declaró que se había logrado el objetivo de dañar significativamente la capacidad de los militantes para lanzar cohetes. Sin embargo, la operación fue criticada internacionalmente por el elevado número de víctimas palestinas. A finales de 2014 surgieron graves desacuerdos en el seno de la coalición de gobierno sobre cuestiones presupuestarias y un polémico proyecto de ley que habría definido a Israel como Estado judío. En diciembre, Netanyahu destituyó a Livni y Lapid del gabinete, lo que desencadenó unas elecciones anticipadas fijadas para marzo de 2015.
Una nueva tensión se inyectó en la relación entre Netanyahu y el presidente de Estados Unidos, Barack Obama -ya tensa por los desacuerdos sobre las negociaciones con los palestinos- en 2014, cuando Netanyahu se erigió en un crítico declarado de la política de la administración Obama con respecto a Irán, que pretendía resolver la cuestión nuclear iraní mediante negociaciones internacionales. Netanyahu denunció que cualquier compromiso dejaría en última instancia a Irán con la opción de desarrollar armas nucleares y que, en su lugar, debían mantenerse las sanciones contra Irán.
En enero de 2015, ante la proximidad de las elecciones en Israel, Netanyahu aceptó una invitación para dirigirse al Congreso de Estados Unidos en relación con Irán, lo que hizo el 3 de marzo. La invitación fue fuente de considerable controversia porque había sido cursada por el presidente de la Cámara de Representantes sin notificar a la Casa Blanca -una desviación del protocolo para los jefes de Estado que visitan el país- y porque se esperaba que Netanyahu expresara sus críticas a la administración Obama. Los críticos en Israel y Estados Unidos acusaron a Netanyahu de que, al alinearse abiertamente con los opositores partidistas de un presidente en ejercicio, estaba poniendo en riesgo el apoyo bipartidista de Estados Unidos a Israel.
A medida que se acercaban las elecciones del 17 de marzo, los analistas predijeron que sería una contienda muy reñida entre el partido Likud de Netanyahu y la Unión Sionista, una alianza de centro-izquierda formada por el Partido Laborista y Hatnua. Cuando se publicaron los resultados, quedó claro que Netanyahu y el Likud habían obtenido el mayor número de escaños en la Knesset -30-, seguidos por la Unión Sionista, con 24, en una victoria sorprendentemente decisiva.