1999年，出演黄磊、周迅、刘若英主演的民国言情剧《人间四月天》，在剧中饰演博学多才且温文尔雅的沈从文，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。

2000年，与李亚鹏、许晴、苗乙乙合作主演古装武侠剧《笑傲江湖》，在剧中饰演性格复杂且意志坚刚的华山派弟子林平之，这是他首次在影视剧中尝试古装扮相。

2001年，与刘佩琦、苗圃合作主演都市情感剧《让爱随风》，在剧中饰演见义勇为的男主角洪声；同年，出演杨得根执导的古装剧《神捕十三娘》。

2002年，与范冰冰合作主演古装剧《婀娜公主》，在剧中饰演身负刺杀蔡京重任的男主角谭义；同年，与范冰冰、宋佳、刘威合作主演年代剧《尘埃落定》，在剧中饰演表面看似傻乎乎但却特别机灵的二少爷。

2004年，出演黄磊执导的民国情感剧《天一生水》，在剧中饰演范家的修书先生方子文；同年，出演张绍林执导的古装爱情喜剧《傻小李元霸》，在剧中饰演性情暴躁且容易闯祸的男主角李元霸；之后，与舒畅、颜丹晨、武洪武合作主演古装神话剧《精卫填海》，在剧中饰演为了拯救人类而失去神力、变为凡人的男主角后羿。

2005年，出演潘明光执导的古装剧《夜郎王》，在剧中饰演刚柔并举、拨乱反正的男主角夜郎王多筒；同年，出演游本昌执导的古装神话剧《了凡》，在剧中饰演心地善良且不向命运低头的男主角袁了凡（袁黄）。

2006年，出演胡歌、何润东、彭于晏主演的古装剧《少年杨家将》，在剧中饰演宋太宗赵匡义，这是他首次在影视作品中尝试皇帝的角色；随后，出演董志强执导的亲情伦理剧《妈妈再爱我一次》，在剧中饰演玩世不恭、桀骜不驯的阿郎同年，与胡歌、林依晨、袁弘合作主演古装武侠剧《射雕英雄传》，在剧中饰演面目俊雅、生性好色却又英气逼人的白驼山少主欧阳克。

2007年，担任孙铭宇《爱是这辈子的坟》MV的男主角；同年，与余皑磊、万茜、孔琳合作主演抗战剧《长江一号》，在剧中饰演长江一号情报站站长魏耀扬。

2008年，出演李惠民执导的谍战剧《迷雾重重》，在剧中饰演与假五婶狼狈为奸并操纵了一系列恐怖事件的土匪李春。

2009年，客串田亮、苗圃、王力可主演的人物传记剧《雷锋》，在剧中饰演演出队队长。

2010年，与郭晓冬、郭柯宇、王千源合作主演年代谍战剧《我是真的》，在剧中饰演精明干练且爱算计的国民党情报处处长闵树；同年，出演陈浩民、蓝燕、刘洋主演的古装神话剧《天地姻缘七仙女》，在剧中饰演挥霍无度的富家公子上官子兰；之后，出演徐宗政执导的革命战争剧《兴国，兴国！》，在剧中饰演夏高寿的儿子夏宗山。

2011年，与戴娇倩、霍政谚、蔡妍合作主演年代情感剧《怒海情仇》（原名《胜利者》），在剧中饰演为了给父母报仇而不惜隐姓埋名投身于军队之中的广州船运公司大少爷程涛；同年，出演范冬雨执导的谍战剧《最后一枪》，在剧中饰演女主角沈雪清的哥哥沈之冰，与戴娇倩饰演一对兄妹。

2012年，与刘思彤、朱泳腾合作主演抗战剧《我的抗战2》，在剧中饰演奸诈狡猾、手段毒辣的日本特种部队指挥官赤阪龙一；同年，出演黄伟杰执导的古装武侠剧《新白发魔女传》，在剧中饰演为达目的不择手段的耿绍南 。

2013年，与何晟铭、周显欣、李宇菲合作主演都市情感喜剧《给幸福下订单》，在剧中饰演做事精明、性格谨慎且患有强迫症兼洁癖的快消品公司老板宋新建；同年6月，参加深圳卫视话题互动类节目《男左女右》的录制 。

2014年，与范冰冰、张丰毅、李治廷合作主演古装宫廷剧《武媚娘传奇》（原名《武则天》），在剧中饰演唐太宗与杨淑妃的儿子吴王李恪 ；同年9月27日，出席“第32届大众电影百花奖颁奖典礼”，并现场朗诵了电影《致我们即将失去的青春》的台词片段。

2015年2月，担任CCTV-6影片欣赏类节目《佳片有约》的特约嘉宾主持人；同年，出演马苏、郭涛、周晓鸥主演的都市情感剧《还是夫妻》，在剧中饰演李小曼的丈夫顾枫。

2016年，出演汪俊执导的古装宫廷剧《如懿传》，在剧中饰演雍正帝第三子爱新觉罗·弘时；同年，出演丁黑执导的年代剧《那年花开月正圆》，在剧中饰演商人沈月生。

2017年2月，参加湖南卫视生活服务纪实节目《向往的生活》的录制。2019年2月27日，与曾舜晞、陈钰琪、祝绪丹、张超人共同出演的古装武侠剧《倚天屠龙记》播出，在剧中饰演灵蛇岛主韩千叶；8月2日，与岳云鹏、佟丽娅合作出演的喜剧电影《鼠胆英雄》上映，在片中饰演上海警长 ；8月6日，与白鹿、许凯、李程彬、吴佳怡共同出演的民国热血青春剧《烈火军校》开播，在剧中饰演曲曼婷的父亲。

2019年，主演年代剧《奔腾年代》，剧中饰演内燃机车工程师姚怀民。