克里斯·派恩的演艺生涯开始于剧场表演。他在威廉姆斯的戏剧节（Williamstown Theater Festival），加利福尼亚大学和洛杉矶的剧团里担当过表演。

2003年，他初登荧幕，在《急诊室的故事》中客串，继而在短片电影《Why Germany》中出演角色。

2004年，24岁的克里斯·佩恩得到了《公主日记2：皇室婚约》中尼古拉斯一角，片中的女主角是安妮·海瑟薇，他在片中和安妮·海瑟薇谈情说爱。《公主日记2》之后，克里斯·派恩片约不断，这些作品都以中小成本电影为主。

2005年，他出演了惊悚影片《忏悔》和短片《The Bulls》，还参与了《美国梦》（American Dreamz） 和《六尺之下》。2006年，他与琳赛·洛翰合演爱情喜剧《倒霉爱神》，影片中扮演倒霉小子Jake。

2008年的《酒质受损》是一部关于美国葡萄酒的剧情电影，根据真实事件改编而成，克里斯·派恩在片中饰演青年人鲍，是片中的一个配角。

2009年5月8日，克里斯·派恩完成了作品《星际迷航》，克里斯·派恩在片中饰演年轻的詹姆斯·T·柯克舰长。9月4日，北美还上映了克里斯·派恩主演的惊悚电影《末日病毒》。

2010年，克里斯·派恩主演的《危情时速》上演。《危情时速》影片根据2001年的一场真实“灾难”改编而成，克里斯·派恩在《危情时速》中扮演的角色是威尔·寇森。

2012年克里斯·派恩有四部电影上映。第一部是在美国情人节档期上映的爱情动作喜剧片《情敌大战》。

2012年冬季，克里斯·派恩在派拉蒙影业公司与梦工厂合作的最后一部动画作品《守护者联盟》中为冰霜侠Jack担任了配音。

2013年，随着影片《星际迷航：暗黑无界》的上映，克里斯·派恩再次饰演柯克舰长这一角色。

2015年7月，加盟DC漫画改编电影《神奇女侠》，在片中饰演神奇女侠男友史蒂夫·特雷弗。

2016年，主演西部犯罪片《赴汤蹈火》，与本·福斯特饰演一对劫匪兄弟。主演电影《星际迷航：超越星辰》于2016年7月22日北美上映，9月2日中国大陆上映。主演电影《怒海救援》。

2017年，确定与米歇尔·威廉姆斯合作出演惊悚片《All the Old Knives》。

2018年3月9日，与奥普拉·温弗瑞、瑞茜·威瑟斯彭、敏迪·卡灵合作出演的奇幻电影《时间的皱折》在美国上映。2018年9月6日，主演的历史电影《法外之王》在多伦多国际电影节上映，饰演苏格兰国王罗伯特·布鲁斯。

2019年，与英迪娅·埃斯利合作出演的电视迷你剧《我即黑夜》播出。

2020年，与盖尔·加朵合作出演的电影《神奇女侠1984》在美国上映。