Då Grateful Dead turnerade obevekligt och fans fick spela in bandets spelningar finns det många liveversioner av ”Dark Star”. Studioinspelningen av ”Dark Star” varade endast 2:40, men låten var känd för sina långa liveframträdanden, varav många var 20-30 minuter. Den populära tolkningen som återfinns på livealbumet Live/Dead, som var över 23 minuter (varav 13 minuter bestod av Jerry Garcias gitarrsolo), var en blandning av psykedelia, jazz och jam-element. ”Dark Star” definierar Dads tidiga improvisationsmusik.
Efter 1973 föll ”Dark Star” bort från den normala rotationen vid Dads spelningar; låten framfördes inte alls mellan den 18 oktober 1974 och den 31 december 1978. Att vara närvarande vid ett framförande av ”Dark Star” blev en ”helig graal” för Deadheads. Låten blev så legendarisk att den ofta kallades ”IT” av hängivna Heads. Med vetskap om detta brukade Dead ibland reta upp låtens introduktion innan de övergick till en annan låt, för att slutligen ta tillbaka den i slutet av sjuttiotalet på nyår 1978, vid avslutningen av Winterland. Den halvreguljära gästpianisten Bruce Hornsby skulle senare införliva sådana teases i sina egna konserter, eftersom han visste att ett stort antal Deadheads kunde vara närvarande.
Efter nyårsspelningen 1981 skulle ”Dark Star” bara dyka upp en gång till under första halvan av åttiotalet (på Hearst Greek Theatre den 13 juli 1984) och skulle ligga i dvala tills den återupplivades vid den legendariska tvådagarsspelningen ”Formerly the Warlocks” på Hampton Coliseum i Hampton, Virginia, den 9 oktober 1989. Kort därefter, när de uppträdde som Grateful Dead, återkom Dark Star den 16 oktober 1989 med en föreställning på Meadowlands Arena (FKA Brendyn Byrne Arena) som senare släpptes som ”Nightfall of Diamonds”. Efter återupplivningen 1989 skulle den här låten bli en dreadnought, som framfördes ofta under 1990 och ibland under resten av bandets karriär. En minnesvärd post-revival ”Dark Star” är från Nassau Coliseum i Uniondale, New York, den 29 mars 1990, med jazzsaxofonisten Branford Marsalis som sitter med i bandet. Ett av dessa framträdanden presenterades i det syndikerade radioprogrammet The Grateful Dead Hour, vilket förlängde låtens legend något utanför den inre cirkeln av Deadheads; hela showen finns med som valvutasläppet Wake Up to Find Out.
1993 kontaktade Phil Lesh musikcollagekonstnären John Oswald för att göra ett projekt med ”Dark Star”. Han fick över hundra olika framträdanden av låten från tiden mellan 1968 och 1993. Oswald byggde sedan upp, lade lager på lager och ”vikte” dessa många framträdanden för att producera två stora, omkomponerade versioner, den ena på 59:59 och den andra på 46:46. Projektet heter Grayfolded. Detta är den enda kända inspelningen som innehåller framträdanden av alla medlemmar i gruppen, från starten 1965 till 1995. Det sista liveframträdandet av ”Dark Star” av Grateful Dead ägde rum den 30 mars 1994 på The Omni i Atlanta, Georgia.