В течение 2005 и 2006 года Dream Theater дают множество концертов для того, чтобы отпраздновать двадцатилетие группы, включая концерты в рамках Gigantour. В течение выступления 2 августа 2005 года в Далласе, группа сыграла трибьют ныне ушедшему из жизни гитарному виртуозу из группы Pantera Даймбэгу Дарреллу, исполнив на бис песню «Cemetery Gates». Это выступление стало запоминающимся благодаря неожиданному появлению музыкантов Рассела Аллена, Бертона Белла и Дэйва Мастейна, которые присоединились к Dream Theater и исполнили части песни.

Позже Dream Theater отделились от Gigantour и продолжили свою серию концертов. В частности был отыгран концерт в Radio City Music Hall в Нью-Йорке, на котором группа исполняла половину песен с оркестром. Концерт издан как концертный альбом под названием «Score» на CD и DVD 29 августа 2006 года через Rhino Records.

2007

На сайте Майка Портного размещено объявление, что 26 января 2007 года группа окончила запись нового альбома под названием «Systematic Chaos». Группа начала запись 1 сентября 2006 года со звуковым инженером Полом Нортфилдом. 8 февраля Dream Theater анонсировала подписание контракта с Roadrunner Records. Через шесть дней после этого альбом был полностью сведён. Альбом вышел в свет 6 июня 2007 года. Часть тиража альбома была укомплектована DVD-диском, содержащем весь альбом «Systematic Chaos» в многоканальном формате 5.1, а также полуторачасовой документальный фильм «Chaos In Progress: The Making of Systematic Chaos», повествующем о записи альбома.

Новый диск «Dream Theater» получил, в целом, положительные отзывы. В коммерческом отношении альбом также оказался успешным. Впервые творение группы попало в топ-25 Великобритании и Австралии. В США альбом также хорошо раскупался и в итоге достиг лучшего результата в Billboard 200 с момента первого попадания группы в престижный чарт(19-е место). Всего «Systematic Chaos» попал в топ-20 в восьми странах.

Тур группы «Chaos in Motion» начался в Италии. Также Dream Theater сыграли на концерте Gods of Metal 3 июня 2007 года. Также группа выступила на фестивале Fields of Rock в Нидерландах 17 июня 2007 года и Hellfest Summer Open Air с такими группами как Megadeth, Korn, Mastodon и Slayer.

30 сентября 2008 года вышел DVD «Chaos In Motion 2007-2008», представляющий собой видеообзор прошедшего мирового турне группы. Впервые со времён «5 Years in a LIVEtime», этот DVD не является записью одного концерта, а состоит из разных концертных выступлений Dream Theater в различных точках мира и дополнен видеоклипами группы и различным закулисным материалом.

2009

После большого и долгого мирового турне в поддержку альбома «Systematic Chaos» участники группы снова собрались в студии, чтобы записать их следующий альбом, который называется «Black Clouds & Silver Linings». Выход альбома состоялся 23 июня на «Roadrunner Records». Несмотря на споры критиков и поклонников группы о достоинствах нового альбома, пластинка группы впервые попала в топ-10 Billboard 200, достигнув 6-й строчки. Кроме стандартной версии на CD, альбом также вышел на виниле и на трехдисковом специальном издании, куда вошли, помимо самого альбома, инструментальные варианты песен и CD с шестью кавер-версиями композиций разных групп. Названия этих песен постепенно были обнародованы начиная с 19 мая: по одной композиции каждую неделю. Каждая из песен при этом выкладывалась на сайте Roadrunner Records. В марте-апреле 2009 года был записан видеоклип на первый сингл — «A Rite of Passage». В апреле в радиооборот были запущены две песни — «A Rite of Passage» и «A Nightmare to Remember». 10 июня 2009-го года в рамках мирового турне в поддержку нового альбома группа дала концерт в Московском концертном зале Лужники, впервые за свою историю.