W Tour de France 2009 zajął 3. miejsce w klasyfikacji generalnej. Rok później przeniósł się do amerykańskiego zespołu Radioshack. Tour de France 2010 zakończył na 23. miejscu w klasyfikacji generalnej. Tour Down Under 2011 było ostatnim wyścigiem w jego karierze.
W 2012 wystartował jako profesjonalny triathlonista w kilku zawodach serii Ironman 70.3. Triathlon. W pierwszych swoich starcie w Panamie 12 lutego 2012 z czasem 3:50.55, zajął drugie miejsce ustępując tylko Bevanowi Docherty. W kolejnych zawodach w Teksasie zajął siódme miejsce, w St. Croix był trzeci, po czym przyszły dwa zwycięstwa na Florydzie i na Hawajach. Armstrong planował także wystartować w czerwcu 2012 w pełnym dystansie Ironman w Nicei, by zdobyć kwalifikację na Mistrzostwa Świata na Hawajach, jednak uniemożliwiła mu to tocząca się sprawa oskarżenia o stosowanie dopingu. Mimo zawirowań wokół sprawy dopingu, Armstrong wygrał 30 września 2012 charytatywne zawody Superfrog Triathlon organizowane głównie dla żołnierzy amerykańskich oddziałów SEALs na dystansie półironaman. Podczas zawodów pokonał m.in. mistrza świata w duathlonie Australijczyka Leona GriffinaLance Armstrong wygrywa!