Il revient en 2005 avec une interprétation majeure et perturbante dans
The Machinist de Brad Anderson. L'engagement de Christian Bale dans son personnage a quelque chose d'effrayant et de saisissant. Pour entrer dans la peau de cet ouvrier d'usine fourbu et insomniaque, dont la réalité peu à peu bascule dans un univers glauque et étrange, l'acteur a perdu 28 kilos, apparaissant d'une maigreur à faire peur, se forçant à ne pas dormir les nuits qui précédaient ses scènes pour épouser l'état physique et mental du personnage. De la même manière qu'il avait sculpté son corps pour devenir Patrick Bateman, il le malmène pour devenir Trevor Reznik, atteignant un dépouillement physique jamais vu, un état qui n'est pas de ce monde, convenant parfaitement à l'univers kafkaïen, déréglé et sombre du film.