这部剧后，宋仲基终于迎来真正让他走红的青春爱情喜剧《成均馆绯闻》。该剧改编自韩国作家郑恩阙的小说《成均馆儒生的日夜》。故事讲述了朝鲜时代最高学府成均馆，家道中落的世家女金允熙女扮男装进入读书，认识了同为儒生的李善俊(朴有天饰)、文在信(刘亚仁饰)、具容河。剧里宋仲基演活了“比女人还漂亮”的机灵狡诈花花公子具容河。
为了让演技得到更多磨练，宋仲基希望在其他领域展开活动。2010年7月，他参加了韩国跑男，成为SBS电视台的艺能节目《Running Man》中的固定嘉宾。蠢萌、可爱、努力，被其他嘉宾称为“积极仲基”。
虽然做事真诚努力，但这样的角色定位在综艺节目中并不特别突出，观众也觉得他更适合演戏。2011年5月，宋仲基告别出演了10个月的《Running Man》。之后，宋钟基通过公司表示，“虽然并不想突然退出，但为了专注演技还是做出上述决定。”
客串、男主，每个角色都“不寻常”
之后，宋仲基推掉了多部偶像剧，匪夷所思地在历史剧《树大根深》里客串了4集，饰演青年时期的世宗大王，为影帝韩石圭“抛砖引玉”。因为演出精彩，编剧为他重写剧本，也将整部电视剧的主线从刺客主线转为了世宗大王作为主线。这在韩国演艺圈引起极大轰动，宋仲基也被各大制作公司300名电视剧制作PD票选为“最想合作的演员”。
事后他说：“出演《树大根深》是一个转折点。看着韩石圭前辈认知到了演技不能空有‘外表’的事实，并领悟到了与作为主演突出自己相比更重要的东西。有人也曾问我为什么出演《树大根深》，但我觉得一味担任主演并非好事。与戏份无关，能演绎出我所满足的作品及生动地演绎剧中角色，这便是好事。”
2012年，他第一次作为电视剧男主角，出现在《善良的男人》中。一改往日偶像小生的路线，摇身一变成为为爱复仇的“坏男人”，宋钟基用“有内容的眼神”尽情散发出黑白两面的魅力。
同年，宋仲基主演的电影《狼族少年》上映，成为韩国电影史上首部观影人数超过700万的爱情片，破了韩国爱情电影的观影纪录。电影讲述了一个类似《剪刀手爱德华》的爱情童话：狼族少年遇到少女春妮，从兽学会像人一样吃饭、行动，还有像人一样的感情。
27岁的宋钟基将17岁的少年、单纯善良的“异类”刻画得入木三分。他坦承：“为了改变形象而选择作品的事我从来没干过。大家对我的印象，就像是牛奶广告里一样很温和很纯净，但这次电影里形象大变，没有人觉得不适合。在我当演员的这段日子里，我从来没想过怎么去改变自己的形象，或者现在是这样，以后要变成什么样子，一次都没想过。”
