1994年，因在中国大陆首部音乐风情电视剧《一路等候》中出演青年歌手王皓而出道。2000年，参演古装推理剧《少年包青天》，饰演庐州才子公孙策；同年，与李小璐合作出演都市医护偶像剧《都是天使惹的祸》，饰演医学院研究生邵建波；主演古装足球剧《一脚定江山》，饰演文武全才，有情有义的柳复生并第一次为自己主演的电视剧献唱片头曲《明天在我手》。

2001年，参演古装剧《少年包青天2》，继续饰演公孙策；在古装轻喜剧《皇朝太医》中饰演反派角色农草堂；出演了爱情喜剧《爱情宝典》和爱情剧《海洋馆的约会》。2012年，与果静林合作主演悬疑电影《黑暗中的救赎》，饰演身负贩毒和谋杀双重罪名的重刑犯林雨。

2002年，同吴奇隆合作出演古装剧《名捕震关东》，饰演四大名捕老大冷血。2003年，主演警匪谍战《危情24小时》，饰演反恐特警刘铮；同年9月，获得韩国中国偶像网最受韩国观众喜爱的中国男演员称号。

2006年，主演情感剧《生死兄弟》，饰演关昊；主演家庭生活剧《孩子你在哪里》，饰演谷为民；与江珊合作主演年代悬疑剧《数风流人物》，饰演正义阳刚的刑侦警察汪卫明。

2007年，与苗圃合作主演家庭伦理剧《婚内外》；与李冰冰合作出演大型企业文化音乐电视片《康美之恋》；参演拍摄抗日战争剧《那些迷人的往事》，饰演女主于抗美的丈夫杨志西；参演动作电影《集结号》。2008年，参与拍摄抗战剧《父亲的战争》；主演爱情剧《都叫我三妹》；同年，出演喜剧片《A面B面》。

2009年，参演古装喜剧片《熊猫大侠》；之后开始转向幕后参与制作悬疑剧《寻找证人》并成立了任泉工作室；参演传记历史片《孔子》，饰演孔门十哲之一颜回，并获得了第19届金鸡百花电影节最佳男配的提名，该片于2010年1月22日全国上映。

2010年，在1月2日首播的古装穿越玄幻剧《神话》中饰演考古专家，男主的哥哥易大川；同年，参演抗战剧《新亮剑》，饰演八路军独立团政治委员赵刚，后升任为军政委。

2012年，与阎娜合作主演家庭伦理剧《放开我的手》，饰演医生苏挺；参与制作并客串了武侠剧《笑傲江湖》；6月，参演悬疑片《黑暗中的救赎》；同年，担任都市家庭剧《儿女的战争》制作人；同年，获得第3届乐视影视盛典年度明星制作人奖以及获得第1届安徽卫视亚洲偶像盛典明星制片人奖。

2013年2月1日，与张榕容合作主演的恐怖影片《女蛹》上映，在片中饰演师生恋中的斯文教授骆嘉；7月28日，获得第2届安徽卫视亚洲偶像盛典最佳跨界艺人奖。2014年，参与录制了中国首档青年思想秀《青年中国说》，作为特邀嘉宾。

2015年11月27日，在微博上宣布任泉工作室正式解散。2016年3月17日在微博发出消息宣布息影，以后把全部精力投放到商界。2017年，与李冰冰共同担任湖南卫视纪实节目《向往的生活》第九期的主要嘉宾。

商业经历

1997年，大学毕业后，任泉独立创业成了第一家蜀地 辣子鱼餐厅。2005年，与耿乐、柯蓝成立1969酒吧；并于2006年改为蜀地原生态火锅，以200多万元入股华谊兄弟。

2008年，投资鼎唐影视及少儿艺术教育中心；投资成立美容院。2009年，投资成立广东蜀地传说。2010年，投资成立“蜀地时代”，成立上海强盛影视文化传媒有限公司。

2011年5月，任泉就读长江商学院EMBA春季班。2013年，投资成立热辣壹号，此外任泉还转让上海蜀地辣子鱼淮海路店和齐齐哈尔蜀地辣子鱼等餐厅 。

2014年，与李冰冰、黄晓明合伙成立热辣集团，创办连锁餐饮企业热辣壹号火锅店，三人还受电影《中国合伙人》灵感启发，联合创立了风投公司Star VC，第一期资金规模达8000万元，收到3000多份商业计划书，10月13日，章子怡和黄渤加入Star VC，成为新合伙人；11月，任泉加入上海交通大学上海高级金融学院金融EMBA秋季班，系统学习金融知识；12月，获得中国营销盛典中国十大营销人物之一 。

2015年11月，与李冰冰工作室联合出品制作系列惊悚恐怖电影《张震讲故事》；同年，作为StarVC联合创始人参加了博鳌亚洲论坛2015年年会，并在“青年领袖圆桌会议”上发言。2016年，投资动画片《刺猬小子之天生我刺》。