フル3DCGで制作され大きな話題を呼んだ映画『リョーマ!The Prince of Tennis 新生劇場版テニスの王子様』では、皆川氏の演技力が新たな次元へと昇華された。従来の2Dアニメーションとは異なり、立体的なキャラクターの表情や激しい歌とダンスのアクションに合わせたアフレコが要求された本作。
劇中でのラップバトルや疾走感あふれるミュージカルシーンにおいて、皆川氏はキャラクターの軸を一切ブレさせることなく、臨場感あふれるボイスを披露。アニメ業界においても挑戦的だった3DCG劇中歌の試みを成功へと導き、リョーマというキャラクターが持つ無限の可能性を世界に示した。