2004年，主演个人首部电视剧《蒲公英》 。2005年，在仙侠剧《仙剑奇侠传》中饰演李逍遥 ，并演唱该剧插曲《六月的雨》 《逍遥叹》 。2006年，主演电视剧《天外飞仙》 ；同年，他遭遇严重车祸 。2008年，发行个人首张音乐专辑《出发》 。2009年，主演仙侠剧《仙剑奇侠传三》 ，并演唱片尾曲《忘记时间》 。2010年，主演穿越剧《神话》  ；同年，发行音乐专辑《蓝光》 。2011年，参演历史题材电影《辛亥革命》 ，提名大众电影百花奖最佳新人奖 。2012年，主演玄幻剧《轩辕剑之天之痕》  。2013年，凭借话剧《如梦之梦》获得第2届北京丹尼国际舞台表演艺术奖最佳男演员奖 。 2015年，主演谍战剧《伪装者》 ；同年，凭借古装剧《琅琊榜》中梅长苏一角获得第22届上海电视节白玉兰奖最佳男主角奖、第28届中国电视金鹰奖观众喜爱的男演员奖  、第11届中国金鹰电视艺术节最具人气男演员奖等奖项 。2016年，登上央视春晚 。2017年，获得共青团中央“全国向上向善好青年”崇义友善好青年称号 ；同年，主演都市剧《猎场》  。凭借该剧二度提名上海电视节白玉兰奖最佳男主角奖 。2019年，主演的剧情片《南方车站的聚会》入围戛纳国际电影节主竞赛单元 。2022年，主演现代剧《县委大院》  。2023年，凭借电影《不虚此行》获得第25届上海国际电影节金爵奖最佳男演员奖 ；同年，主演都市剧《繁花》 。

2024年2月9日，参加中央广播电视总台《2024年中央广播电视总台春节联欢晚会》，表演节目《鼓舞龙腾》； 作为嘉宾参加《2024央视春晚》创意年俗秀《别开生面》 ；2月10日大年初一19:30，参加《春满东方龙耀追光·2024东方卫视春节晚会》，与刘涛、陈龙演唱歌曲《一路前行》；3月28日，参加《2024电视剧品质盛典》。 4月26日，出席第十四届北京国际电影节闭幕式。 5月24日，参加的节目《斯文江南第三季》播出。 ；6月8日，主演的电影《走走停停》公映。