Năm 2022, tiền đạo Phạm Tuấn Hải quyết định trở lại đầu quân cho CLB Hà Nội sau khi kết thúc hợp đồng với Hồng Lĩnh Hà Tĩnh. Đây có thể coi là bước ngoặt lớn đối với cầu thủ sinh năm 1998. Trong màu áo đội bóng áo tím, Phạm Tuấn Hải hoà nhập nhanh chóng và dần trở thành gương mặt không thể thay thế trên hàng công. Trong mùa giải đầu tiên thi đấu cho CLB bóng đá Hà Nội, chân sút sinh năm 1998 ghi dấu ấn đậm nét với 30 trận đấu, 13 bàn thắng và 3 đường chuyền kiến tạo giúp đồng đội lập công. Đóng góp của Tuấn Hải được tưởng thưởng xứng đáng với cú ăn ba cùng CLB Hà Nội (Vô địch Siêu cúp Quốc gia, Vô địch V.League 2022 và Vô địch Cúp Quốc gia 2022). Cuối mùa giải, cầu thủ 26 tuổi có tên trong danh sách 11 cầu thủ xuất sắc nhất.
Tiếp đến mùa giải 2023, Phạm Tuấn Hải duy trì phong độ ấn tượng với 21 trận đấu, 7 bàn thắng, 5 lần kiến tạo giúp đồng đội lập công. Tiền đạo người Hà Nam có lần thứ hai lọt vào danh sách đội hình tiêu biểu của mùa giải. Năm 2023 cũng đánh dấu sự bùng nổ của Phạm Tuấn Hải tại đội tuyển Việt Nam với 13 trận đấu và 2 bàn thắng. Danh hiệu Quả bóng Bạc Việt Nam 2023 là phần thưởng không thể tuyệt vời hơn cho những nỗ lực không biết mệt mỏi của cầu thủ khoác áo số 9.
Mùa giải 2024 đang bước đến giai đoạn cuối cùng, Tuấn Hải vẫn đang duy trì phong độ chói sáng, đóng góp vào thành công chung của CLB bóng đá Hà Nội. Tính đến thời điểm hiện tại, chân sút 26 tuổi đang sở hữu 12 bàn thắng sau 32 lần ra sân trên tất cả các đấu trường. Ở sân chơi AFC Champions League danh giá, tiền đạo sinh năm 1998 có tới 4 lần lập công và đóng góp lớn vào hai trận thắng lịch sử của CLB bóng đá Hà Nội trước Urawa Red và CLB Vũ Hán Tam Trấn trên sân nhà Mỹ Đình. Đó là lý do Ban Lãnh đạo đội bóng Thủ đô đã lên kế hoạch đàm phán và gia hạn hợp đồng với tiền đạo Phạm Tuấn Hải ngay từ đầu năm 2024. Cuối cùng, hai bên đi đến thoả thuận tiếp tục gia hạn hợp đồng đến hết mùa giải 2026/2027.
Trong việc gia hạn lần này, Tuấn Hải cũng có trao đổi nguyện vọng được ra nước ngoài thi đấu và được Ban Lãnh đạo CLB bóng đá Hà Nội sẵn sàng hỗ trợ tìm kiếm đội bóng, các vấn đề liên quan để tôi có chuyến đi đạt kết quả tốt nhất. Trước mong muốn của Phạm Tuấn Hải, phía CLB bóng đá Hà Nội sẵn sàng hỗ trợ tìm kiếm đối tác nước ngoài, hỗ trợ các vấn đề liên quan tới pháp lý, hậu cần, nhân sự, chuyên môn… Bên cạnh đó, trong trường hợp không thành công ở nước ngoài, Phạm Tuấn Hải sẽ quay trở lại CLB Hà Nội để tiếp tục cống hiến hoặc chuẩn bị cho kế hoạch tiếp theo.