Super Junior wydali czwarty album studyjny Bonamana 13 maja 2010 roku. W promocji albumu udział wzięło jedynie dziesięciu członków. Główny singel z płyty został wydany cyfrowo 10 maja. Teledysk do utworu „Bonamana” w ciągu jednego dnia obejrzało 1 milion osób na YouTube. Album sprzedał się w Korei Południowej w liczbie ponad 300 tys. egzemplarzy, wyprzedając poprzednią płytę. Bonamana był notowany na szczycie tajwańskiej listy koreańsko-japońskich przebojów przez 61 tygodni, pobijając ich poprzedni rekord.
14 sierpnia Super Junior rozpoczęli swoją trzecią trasę koncertową Super Show 3. Zespół zawitał do Pekinu, Szanghaju, Bangkoku, Tajpej, Singapuru, Kuala Lumpur i Manili. Każdy z koncertów został wyprzedany.
2011–2012: Mr. Simple, światowa trasa Super Show 4 i Sexy, Free & Single W lutym 2011 roku Super Junior wydali filmową wersję 3D swojej trasy Super Show 3 3D w kinach sieci CJ CGV i Primus. Film zadebiutował na szóstej pozycji w rankingu box office i stał się najlepiej sprzedającym się filmem 3D w Korei. Po komercyjnym sukcesie trasy w Japonii grupa wydała 8 czerwca japońską wersję singla „Bonamana”, który zadebiutował na drugim miejscu na liście Oricon Daily Singles Chart, sprzedając się w liczbie ponad 59 tys. kopii w pierwszym tygodniu.