2007年，出演爱情剧《聚散离合》；7月8日，参演电视剧《邻居》播出；同年，出演家庭生活剧《牧场姐妹》。2008年，在儿童电视节目《大象公主》中饰演乐队中的吉他手马库斯。2009年3月9日，出演的科幻片《先知》上映  ；同年，他在电影《恐怖游轮》中饰演了配角Victor。

2010年3月31日，主演的青春爱情片《最后一支歌》上映，在片中饰演泰碧岛当地的一名阳光男孩维尔·布雷克里，凭借该片获得第12届青少年选择奖的最佳电影跳舞戏、最佳电影吻戏和最佳电影火花提名  。

2012年3月23日，与詹妮弗·劳伦斯、乔什·哈切森搭档主演的剧情片《饥饿游戏》上映，在片中饰演与凯特尼斯一起打猎的伙伴盖尔·霍桑  ，凭借该片获得第21届MTV电影奖最具突破表演奖提名  ，以及第14届青少年选择奖最佳抢戏电影男星奖  ；4月1日，担任美国乡村音乐学院奖的颁奖嘉宾  ；6月27日，获得第8届澳大利亚电影人协会年度突破奖  ；9月4日，与西尔维斯特·史泰龙搭档主演的动作片《敢死队2》上映，在片中饰演一名狙击手比利  。

2013年3月22日，与泰莉莎·帕尔墨合作主演的电影《爱与荣耀》在美国上映，在片中饰演美国士兵米奇  ；8月16日，与加里·奥德曼、哈里森·福特合作主演的惊悚片《偏执》上映，在片中饰演供职于一家电信公司的最基层而且十分平凡的一名员工亚当·卡西迪  ；11月21日，与詹妮弗·劳伦斯合作出演的动作冒险片《饥饿游戏2：星火燎原》上映  ，凭借该片获得第16届青少年选择奖最佳科幻/奇幻电影男演员提名  ；同年，与道恩·强森合作出演的电影《帝国》上映  。

2014年6月16日，与约翰·马尔科维奇、比利·鲍伯·松顿、布鲁斯·邓恩等人合作主演的电影《陡岸凶杀案》在洛杉矶电影节首映  。同年，与詹妮弗·劳伦斯、菲利普·塞默·霍夫曼合作出演的动作冒险片《饥饿游戏3：嘲笑鸟（上）》在美国上映  ，凭借该片获得第17届青少年选择奖最佳科幻/奇幻电影男演员，以及最佳电影吻戏提名  。2015年11月20日，主演的动作片《饥饿游戏3：嘲笑鸟（下）》在美国上映  ；10月29日，与凯特·温斯莱特、雨果·维文合作出演的喜剧片《裁缝》上映，他在片中饰演帅气的足球明星泰迪  。

2016年6月24日，与杰西·厄舍、杰夫·高布伦合作主演的科幻电影《独立日：卷土重来》在美国、中国大陆同步上映，利亚姆·海姆斯沃斯在片中饰演个性直爽又非常勇敢的杰克·莫里森  ；同年，与伍迪·哈里森合作主演了剧情片《海伦娜之路》  。

2017年，与戴安娜·格雷罗、艾莫里·科恩合作主演犯罪动作片《杀手》  。2019年2月14日，与亚当·德维恩搭档主演的喜剧片《难道不浪漫》上映  。2020年4月6日，与莎拉·加顿搭档主演的惊悚剧《最危险的游戏》在短视频平台Quibi上线，在剧中饰演身患绝症道奇·梅纳德  ；5月1日，主演的犯罪片《阿肯色》在美国播出，他在片中饰演毒贩凯尔  。