2001年，与徐怀钰、唐治平合作主演爱情偶像剧《寻找MR.Right》，在剧中饰演男主角王克明，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，与窦智孔，王宇婕，潘慧如合作主演都市情感剧《百分百女孩》，在剧中饰演拥有精湛泳技的家仁。

2002年，与施易男、林依晨、许玮伦合作主演青春偶像剧《18岁的约定》，在剧中饰演个性怪异且经常翘课的高中生朱可风；同年，与陈建州、杨千霈、小娴合作主演爱情偶像剧《紫色角落》，在剧中饰演自幼父母离异、经常一个人泡网吧的李安达。

2003年，与陈司翰、陈怡蓉、关颖合作主演青春偶像剧《又见橘花香》，在剧中饰演温柔体贴且桃花劫不断的骆纪东；同年，与武田真治、关颖、张毓晨合作主演剧情电影《给我一只猫》；之后，与范植伟、金勤、柯俊雄合作主演年代情感剧《孽子》，在剧中饰演沉静害羞、憨厚寡言的吴敏。

2004年，与李威、杨丞琳合作主演爱情偶像剧《极速传说》，在剧中饰演赛车手Mars，与杨丞琳饰演一对兄妹；同年，与安以轩合作主演时装剧《火线任务》，在剧中饰演身为消防员的男主角苗子守。

2006年，与张睿家、杨淇合作主演爱情电影《盛夏光年》，在片中饰演阳光俊朗、调皮捣蛋的男主角余守恒；同年，与赖雅妍、吴震亚合作主演剧情电影《拍卖世界的角落》，在片中饰演男主角保罗。

2007年，与郭碧婷合作主演纯爱推理电影《沉睡的青春》，在片中饰演沉默寡言且患有精神分裂症的男主角陈柏宇；同年，凭借电影《盛夏光年》获得“第7届华语电影传媒大奖”最佳新演员奖的提名。

2008年，与徐熙媛、彭于晏、东明相合作主演爱情伦理电影《爱的发声练习》，在片中饰演只想以金钱换取性爱的中年男子小古；同年，与蔡淑臻合作主演励志喜剧电影《练·恋·舞》，在片中饰演充满热情、不按常理出牌的男主角刘必然。

2009年，出演杨凡执导的剧情电影《泪王子》，在片中饰演温柔体贴且有使命感的男主角孙汉生，这是他首次在影视作品中尝试父亲的角色。

2010年，与郭淑贤合作主演剧情电影《煮持人》，在片中饰演精通厨艺的男主角JeffTay；同年，出演陈骏霖执导的爱情喜剧电影《一页台北》，在片中饰演杀气中带有浅浅忧郁的警察基永。

2011年，与杨丞琳、王传一、许玮甯合作主演爱情偶像剧《醉后决定爱上你》，在剧中饰演帅气多金且才华横溢的男主角宋杰修；同年，与郑恺、谢坤达、王传君合作主演科幻网络剧《乌托邦办公室》，在剧中饰演特立独行且本性顽劣略带邪气的科学奇才秦然；之后，获得“第46届台湾电视金钟奖”戏剧节目男主角奖的提名。

2012年，与桂纶镁、张书豪、凤小岳合作主演爱情电影《女朋友·男朋友》，在片中饰演体贴、善良的男主角陈忠良；同年7月21日，凭借电影《女朋友·男朋友》获得“第14届台北电影节”最佳男演员奖；同年10月，获得“第49届台湾电影金马奖”最佳男主角奖的提名；同年12月，入围“第55届亚太影展”最佳男主角奖。

2013年，与白百何、范玮琪合作主演爱情电影《被偷走的那五年》，在片中饰演口才了得且懂的调情的男主角谢宇；同年，出演钟孟宏执导的惊悚悬疑电影《失魂》，在片中饰演在日式料理店工作的男主角阿川。

2014年，与刘诗诗、三浦春马合作主演悬疑爱情电影《深夜前的五分钟》，在片中饰演女主角如玫的前男友天伦；同年，出演张艾嘉执导的剧情电影《念念》，在片中饰演身为拳击手的男主角阿翔。

2015年，出演刘国楠执导的爱情喜剧电影《合约男女》（原名《婚前合约》），在片中饰演身为快递员的男主角肖博；同年，与古天乐、余文乐、佟丽娅合作主演警匪动作电影《谜城》，在片中饰演冷酷无情、被全城通缉的黑帮头目张黑。

2016年，与吴彦祖、张若昀、张静初合作主悬疑动作电影《冲天火》，在片中饰演自幼丧父、被小珍父亲收养的货车司机家家。

2017年1月27日，与舒淇、王千源、曾志伟联合主演的爱情喜剧电影《健忘村》首映，在片中饰演非常胆小的大侠万力；4月14日，与周冬雨搭档主演的爱情喜剧电影《指甲刀人魔》上映，在片中担纲男主角，饰演挣扎于爱情中信任问题的憨厚暖男陈皓诚；12月8日，与陈学冬、桂纶镁、蒋梦婕领衔主演的犯罪电影《巨额来电》上映，在片中饰演诈骗团伙头目林亚海。

2019年9月2日，其参与配音的动画电影《继园台七号》在威尼斯电影节上映，他在片中为采花大盗配音；10月31日，与贾静雯、王柏杰合作主演的悬疑剧《罪梦者》正式上线，在剧中饰演黑道一员阿全。

2020年4月30日，主演的华语新剧《谁是被害者》在Netflix整季上线。

2021年8月25日，主演的软科幻悬疑剧《天目危机》在芒果TV上线。