20 lipca 2009 podpisał nowy kontrakt z Miami Heat. W rozgrywkach 2009/10 wystąpił w 80 meczach, a 16 razy zagrał w pierwszej piątce. Zdobywał średnio 2.7 punktu, 3.1 zbiórki, 1.4 bloku w trakcie 16.5 minuty gry. Zajął 18. miejsce pod względem bloków w całej lidze. W 30 meczach był najlepiej blokującym Miami Heat. Pobił rekord kariery w punktach (13) i celnych rzutach z gry (6) w meczu przeciwko Toronto Raptors, rozegranym 28 marca 2010. W play-off Miami Heat odpadli po pięciu meczach z Boston Celtics już w pierwszej rundzie. Anthony zagrał we wszystkich spotkaniach jako rezerwowy. Zdobywał w nich średnio 2.6 punktu, 1.8 zbiórki i 1.0 bloku podczas 15.8 minuty gry.
15 lipca 2010 podpisał czteroletni kontrakt, z opcją przedłużenia na piąty rok po stronie zawodnika. W rozgrywkach 2010/11 zagrał 75 razy w barwach Miami Heat. 11 razy wyszedł w pierwszym składzie, notując średnio 2.0 punktu, 3.5 zbiórki i 1.24 bloku podczas 19.5 minuty. Zajął 21. miejsce w lidze w średniej bloków. Zanotował też najlepszą w karierze serię 10 kolejnych meczów z co najmniej 1 blokiem pomiędzy 12 stycznia a 3 lutego. 18 stycznia 2011 w meczu przeciwko Atlanta Hawks zagrał najwięcej minut w karierze (43) i pobił rekord w zbiórkach (16).