Due à incansável turnê dos Grateful Dead, e ao fato de que os fãs puderam gravar os shows da banda, muitas versões ao vivo de “Dark Star” existem. A gravação em estúdio de “Dark Star” durou apenas 2:40, mas a música era conhecida por suas longas apresentações ao vivo, muitas das quais cronometradas em 20-30 minutos. Com mais de 23 minutos (13 minutos dela consistindo do solo de guitarra de Jerry Garcia), a interpretação popular encontrada no álbum Live/Dead ao vivo foi uma mistura de psicodelia, jazz e elementos de jam. “Dark Star” define a música improvisada dos Dead.
Depois de 1973, “Dark Star” saiu da rotação normal nos shows dos Dead; a música não foi executada entre 18 de outubro de 1974 e 31 de dezembro de 1978. Estar presente para uma performance de “Dark Star” tornou-se um “Holy Grail” para Deadheads. A canção tornou-se tão lendária que foi frequentemente referida como “IT” por dedicados Heads. Sabendo disso, os Dead às vezes provocavam a introdução da música antes de mudá-la para outra música, finalmente trazendo-a de volta no final dos anos 70 no Ano Novo de 1978, no encerramento de Winterland. O pianista semi-regular Bruce Hornsby incorporaria mais tarde tais provocações em seus próprios concertos, sabendo que um bom número de Deadheads poderia estar presente.
Após o espetáculo de Ano Novo de 1981, “Dark Star” só apareceria mais uma vez na primeira metade dos anos oitenta (no Hearst Greek Theatre em 13 de julho de 1984) e ficaria adormecido até ser reavivado no lendário “Formerly the Warlocks”, que durou dois dias no Hampton Coliseum em Hampton, Virgínia, em 9 de outubro de 1989. Pouco depois, actuando como os Grateful Dead, Dark Star regressou em 16 de Outubro de 1989, numa actuação na Meadowlands Arena (FKA Brendyn Byrne Arena) que mais tarde foi lançada como “Nightfall of Diamonds”. Após seu renascimento em 1989, esta música se tornou uma música temível, tocada frequentemente até 1990, e ocasionalmente ao longo do resto da carreira da banda. Um memorável pós-revival “Dark Star” é do Nassau Coliseum em Uniondale, Nova York, em 29 de março de 1990, com o saxofonista de jazz Branford Marsalis sentado com a banda. Uma dessas performances foi apresentada no programa de rádio The Grateful Dead Hour, estendendo a lenda da música um pouco fora do círculo interno dos Deadheads; o programa inteiro aparece como o lançamento do cofre Wake Up to Find Out.
Em 1993, Phil Lesh abordou o artista de colagem musical John Oswald para fazer um projeto com “Dark Star”. Ele recebeu mais de uma centena de apresentações diferentes da música entre 1968 e 1993. Oswald então construiu, estratificou e “dobrou” essas muitas performances para produzir duas versões grandes e recompostas, uma com 59:59, e a segunda com 46:46. O projeto é chamado Grayfolded. Esta é a única gravação conhecida por incluir performances de cada membro do grupo, desde a sua criação em 1965 até 1995. A última apresentação ao vivo de “Dark Star” dos Grateful Dead ocorreu em 30 de março de 1994 no The Omni in Atlanta, Georgia.