2003-2005: Así soy yo y Caricias al alma
Su segundo álbum fue titulado Así soy yo. Producido por el productor Emilio Estefan, fue lanzado al mercado por Vale Music en España en diciembre de 2003 y por Universal Music en Latinoamérica en febrero de 2004. De este álbum se desprenden los singles «Devuélveme el aire» y «Ni una lágrima más». Con este trabajo logró otro número 1 en ventas y un doble disco de platino. El colombiano Carlos Vives participó en los coros de una de las canciones y Bustamante debutó como compositor en uno de los temas.
En 2004, recorrió España haciendo conciertos y posteriormente también América durante varios meses de promoción en países como Venezuela, México, Ecuador, Costa Rica o Puerto Rico. Ese mismo año, grabó el tema principal de la telenovela Gitanas de Telemundo.
En 2005, presentó un nuevo álbum titulado Caricias al alma. Grabado en Italia, fue lanzado en España y Latinoamérica en los meses de mayo y agosto respectivamente. Producido por Pablo Pinilla, en él se incluyen los sencillos «Devuélveme la vida» y «Mi manera de amarte» y diversos temas del compositor David Santisteban. El primero es uno de los temas más populares de su carrera. Caricias al alma fue número 1 en la lista de ventas española durante cuatro semanas consecutivas. Superó la marca del disco de platino y un poco más tarde fue disco de oro en Venezuela. Este año, David volvió a recorrer España en otra extensa gira de conciertos, así como también realiza viajes promocionales a América. Visitó nuevamente los países del año anterior y otros como El Salvador, Honduras y Panamá.
2006-2009: Pentimento y Al filo de la irrealidad
En 2006, versionó clásicos de la música latina en su álbum Pentimento, que fue producido por Marcello Acevedo (productor, entre otros, de Chayanne, Julio Iglesias o Paulina Rubio). El álbum también fue número 1 y disco de platino. Bustamante realizó otra gira por España de más de sesenta conciertos durante el verano. Los sencillos «Por ella» o «Bésame» fueron los medios tiempos escogidos como singles. El cantante actuó ese año en Rumanía en un viaje promocional.
Bustamante comenzó el año 2007 ganando una edición especial del concurso televisivo Mira quién baila. Además, compuso y grabó una canción al club de fútbol Racing de Santander. A finales de 2007, lanzó Al filo de la irrealidad. El álbum fue disco de oro la primera semana y número 1 dos semanas consecutivas. En cinco semanas, consiguió el disco de platino. Producido por Kike Santander, se editó en la mayoría de países de América Latina y en Estados Unidos. Los sencillos «Al filo de la irrealidad» (que da título al disco) y «Cobarde» (su segundo sencillo) tuvieron éxito en radios y ventas digitales. El primero fue disco de oro en descargas de canciones y tonos mientras que el segundo fue triple disco de platino en descargas de canciones y triple disco de platino en tonos originales. La balada «Mi consentida» fue escogida como tercer sencillo.
En la primavera de 2008, Bustamante inició una larga promoción de su disco por Latinoamérica visitando países en los que ya se había dado a conocer y otros como Argentina o Chile en los que era la primera vez que se presentaba. Además, inició su gira por España, que le llevó por más de 65 localidades españolas. Ese año fue galardonado como mejor solista latino en los Premios Orgullosamente Latino (Televisa Networks) de México. El cantante presentó también un videojuego propio para móviles desarrollado por LemonQuest en el World Mobile Congress de Barcelona. Al final del año, se lanzó al mercado un DVD con el concierto que tuvo lugar en el Palacio de Deportes de Santander. A principios de 2009, el grupo Endemol Digital presentó la serie documental Bustamante Uno de los nuestros, creada en exclusiva para Internet y telefonía móvil. La serie mostró la vida profesional y aspectos de la faceta personal del cantante durante sus seis meses de gira y promoción. La página web que emitía los capítulos ha recibido hasta la fecha más de 7 millones y medio de visitas. En 2009, tras realizar dos dúos con el cantante argentino Axel (p.j «Celebra la vida») actúa con este en Mar del Plata, Argentina ante más de cien mil espectadores. En el verano de 2009, emprendió otra gira de conciertos por España como continuación de la gira del año anterior y realizó diversos viajes promocionales a Latinoamérica.
2010-2011: A contracorriente y Mío
En marzo de 2010, lanzó su sexto álbum: A contracorriente. El disco estuvo producido por Kike Santander, Daniel Betancourt, José Luis Arroyave, Rafa Vergara y Rayito. Bustamante volvió a ser número 1 en ventas con disco de oro la primera semana. Poco después alcanzó el disco de platino de nuevo. El disco entró en el puesto número 35 de los álbumes más vendidos en la lista europea de Billboard y fue el décimo álbum más vendido de 2010 en España. A contracorriente fue también uno de los tres discos finalistas en la Gala del Disco del Año de TVE.
El primer sencillo «Abrázame muy fuerte» fue disco de platino en descargas de canciones originales mientras que el rítmico segundo sencillo «A contracorriente» fue lanzado en verano. El videoclip cuenta con Paula Echevarría como protagonista y está inspirado en la película romántica Notting Hill.
El álbum incluye un dúo con Shaila Dúrcal en el tema «No debió pasar» (tercer sencillo del álbum). En la primavera de 2010, David presentó sus nuevas canciones en una gira por los teatros más emblemáticos de España así como en una gira de verano por las principales localidades españolas. En verano se lanzó un dúo del cantante junto a Tamara en una canción incluida en el álbum Amores de la artista y a finales de año estuvo de promoción con motivo del lanzamiento de la edición especial de A contracorriente. A principios de 2011, inició una nueva gira por teatros de toda España como celebración de sus 10 años en el mundo de la música. Destacan sus actuaciones en el Teatro Coliseum de Madrid o en el modernista Palacio de la Música Catalana de Barcelona, entre otras. Bustamante lanzó también una nueva canción: «Algo así quiero yo» extraída de la banda sonora original de la película Enredados de Walt Disney Company. Compuesta por el oscarizado compositor Alan Menken, en el tema canta junto a Marta Sánchez siendo la canción principal de este filme de animación. David participó también en un episodio de La gira, serie de Disney Channel en España. Este año, protagonizó uno de los anuncios que la Fundación Reina Sofía dedicó al Año Internacional del Alzheimer bajo la campaña «Banco de recuerdos» y fue imagen de Nintendo. Durante el verano realizó por España la continuación de la gira del año anterior y participó en el mercado audiovisual MIPCOM en Cannes, Francia.
En octubre de 2011, publicó su séptimo disco de estudio: Mío. Masterizado en Estocolmo y Nueva York, el álbum contó con la producción de Mauri Stern (productor de Malú) y Christian Leuzzi (productor de Celine Dion) y fue grabado entre Nashville, Miami o Madrid. El primer sencillo del disco fue el tema «Como tú ninguna» mientras que «Me salvas» fue la balada que sirvió de segundo sencillo. Bustamante volvió a ser finalista en la Gala del Disco del Año. El álbum, que incluye un tercer sencillo a dúo con Pastora Soler, es disco de platino y es el disco más longevo en la carrera del artista, pues permanece cerca de setenta semanas entre los más vendidos. Como curiosidades, a finales de año, actuó para televisión en el emblemático Disneyland París en Francia y, a comienzos del siguiente año, tuvo lugar el 'Día Bustamante' en el Teatro Häagen Dasz de Madrid.
2012-2013: El número uno y Más mío
En 2012, realizó promoción de su disco y ejerció de jurado en el programa El número uno de Antena 3 junto a Sergio Dalma, Miguel Bosé, Mónica Naranjo, Ana Torroja y Natalia Jiménez. También llevó a cabo una gira por teatros españoles. En el verano boreal, actuó en la televisada celebración oficial de la victoria de España en la Eurocopa como ya hizo con la victoria del Mundial de fútbol en 2010 y la anterior Eurocopa en 2008. Posteriormente emprendió una gira veraniega.
Tiempo después, presentó la edición especial de su álbum titulada Más mío con temas inéditos e inició una nueva gira que se extendió hasta el comienzo del verano de 2013. Durante estos meses, fue también jurado en la segunda edición de El número uno junto a Pastora Soler.
A finales de 2013, protagonizó el anuncio del Sorteo Extraordinario de la Lotería de Navidad de Loterías y Apuestas del Estado junto a otros nombres de la canción como Raphael, Marta Sánchez, Montserrat Caballé y Niña Pastori. Dirigido por el cineasta Pablo Berger, fue al final una campaña viral con millones de visitas en la red.
2014-2015: Vivir
En 2014, grabó en México su octavo disco de estudio: Vivir. Producido por Mario Contreras, fue lanzado en septiembre de ese año. En él fue compositor de una canción y en otras tres fue coautor. Luis Fonsi y Noel Schajris también escribieron canciones para el álbum. El primer sencillo fue el tema positivo «Feliz» y el segundo sencillo fue la canción que da nombre al disco. Vivir entró al número 1 de ventas en España y fue certificado con disco de oro en su primera semana. Semanas después, alcanzó el disco de platino.
Posteriormente, actuó junto a Alejandro Fernández en directo en Santander y presentó el proyecto Superwoman en el que colaboró con la Sociedad Española de Oncologia Médica en la lucha contra el cáncer de mama. A través de su canción «A partir de hoy», se realizó un homenaje a ocho mujeres que han luchado contra la enfermedad. Durante las Navidades, fue presentador de Fuera de clase, un programa diario de access prime-time en TVE. En la Nochebuena del mismo canal, se emitió la gala Bustamante Vivir que contó con la participación de artistas invitados como India Martínez, Sergio Dalma, Marta Sánchez, Pitingo o Chenoa, entre otros.
En 2015, realizó su gira española con más de cincuenta conciertos. A comienzos de este año, fue invitado a la Gala 25 Aniversario de Antena 3 como broche final de la misma. El cantante fue también uno de los intérpretes del concurso de La 1 de TVE, Hit - la canción (en el que varios compositores compitieron por hacer que sus canciones sean un éxito gracias a un cantante conocido). Posteriormente, fichó como jurado de ¡Eso lo hago yo! (un concurso para el prime-time de La Sexta) y realizó una gira promocional en Bruselas con motivo del lanzamiento de Vivir en Bélgica, Países Bajos y Luxemburgo.