2002年，在電視劇《陽(yáng)光雨季》飾演岳超飛，這是朱亞文的第一部戲。
2005年，在張友齡導(dǎo)演的中國(guó)大陸親情劇《非親兄弟》中飾演天雨。
2008年，在電視劇《闖關(guān)東》中飾演了朱傳武一角。該劇不僅獲得長(zhǎng)篇電視劇最佳作品獎(jiǎng)，而且摘下最佳編劇、最佳攝影、最佳照明一共四項(xiàng)大獎(jiǎng)。朱亞文飾演的傳武更是被評(píng)為“熒幕十大硬漢”。同年在張紀(jì)中制片的電視劇《兵圣》飾演男主角“孫武”。
2009年，在劉家成導(dǎo)演的電視劇《高地》中飾演王奇，并主演了軍旅戲《情系北大荒》，這是和導(dǎo)演張新建繼《闖關(guān)東》之后的又一合作。該劇與《潛伏》、《我的兄弟叫順溜》等作品一起獲得第25屆金鷹節(jié)優(yōu)秀電視劇獎(jiǎng)。
2010年，朱亞文主演的《愛在蒼茫大地》入圍最佳電視劇、最佳編劇、最佳男演員、最具號(hào)召力男演員等四個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。朱亞文憑借在該劇中聞明遠(yuǎn)一角入圍最具號(hào)召力男演員五強(qiáng)名單。在導(dǎo)演劉家成執(zhí)導(dǎo)的熱播劇《高粱紅了》中飾演男主角林玉生。
2011年，在電視劇《遠(yuǎn)去的飛鷹》中飾演男主角高志航。憑借該劇入圍40屆國(guó)際艾美獎(jiǎng)最佳男演員。這是國(guó)內(nèi)投拍的首部以空軍戰(zhàn)爭(zhēng)為題材的電視劇。
2012年，在電視劇《我的娜塔莎》中飾演男主角龐天德。在電視劇《地火》中飾演男主角黎仲明。在康洪雷執(zhí)導(dǎo)的電視劇《我們的法蘭西歲月》中飾演周恩來。5月婁燁執(zhí)導(dǎo)影片《浮城謎事》被定為第65屆戛納電影節(jié)“一種關(guān)注”開幕影片，主演朱亞文隨劇組一同奔赴戛納，亮相“一種關(guān)注”單元紅毯。
2013年，在劉家成導(dǎo)演的電視劇《正陽(yáng)門下》中飾演男主角韓春明，從“破爛王”成為“收藏家”傳奇的一生。在何群導(dǎo)演的《鐵血兄弟》中飾演男主角江流，該劇是朱亞文、劉向京、齊奎繼《闖關(guān)東》后的再次聚首。劇中，朱亞文飾演的江流雖是一介書生，卻胸懷匡扶天下的抱負(fù)。4月與劉家成導(dǎo)演第四次合作，在軍旅戲《心戰(zhàn)101》飾演教官云天耀。9月主演導(dǎo)演鄭曉龍執(zhí)導(dǎo)的劇版《紅高粱》，飾演男主角余占鰲。
2014年2月，在安建導(dǎo)演的電視劇《姐妹兄弟》飾演男主角宋建國(guó)。
2015年2月18日，朱亞文登上央視春晚，與張豐毅、段奕宏一起演唱歌曲《中華好兒孫》。5月20日，加盟《真心英雄》，首度參加真人秀。參演電影《我是證人》于10月30日上映，在影片中飾演大反派“唐崢”一角。
2016年7月15日，主演的電影《陸垚知馬俐》上映，片中朱亞文顛覆形象，飾演了一位具有“娘man”屬性的喜劇角色趙奔。12月11日，主演的都市情感劇《北上廣依然相信愛情》在浙江衛(wèi)視首播，朱亞文在劇中飾演婚慶策劃總監(jiān)王茂，與陳妍希飾演的職場(chǎng)菜鳥黃依然，攜手演繹了一段都市情緣。
2017年4月2日，朱亞文與王麗坤領(lǐng)銜主演的電視劇《漂洋過海來看你》開播，他在劇中飾演逗趣的旅游體驗(yàn)師鄭楚。7月27日，朱亞文參演的歷史片《建軍大業(yè)》上映。同年12月，朱亞文與湯唯繼《黃金時(shí)代》之后二度合作，在古裝劇《大明皇妃·孫若微傳》中飾演明宣宗朱瞻基。
2018年3月，參與湖南衛(wèi)視全國(guó)首檔原創(chuàng)聲音魅力競(jìng)演真人秀節(jié)目《聲臨其境》。
2018年5月27日，為弘揚(yáng)周恩來精神，挖掘其現(xiàn)實(shí)意義以激勵(lì)當(dāng)代青年，《相會(huì)中華騰飛時(shí)·傳世經(jīng)典頌恩來》詩(shī)歌詠誦匯在周恩來母校天津市南開中學(xué)錄制。王鐵成、孫維民、朱亞文老中青三代周恩來扮演者聯(lián)袂出場(chǎng)；同年，其主演的電影《詩(shī)人》入圍了第31屆東京國(guó)際電影節(jié)主競(jìng)賽單元，朱亞文在片中飾演懷揣“詩(shī)人夢(mèng)”的煤礦工人李五。
2019年2月，加盟浙江衛(wèi)視《奔跑吧》擔(dān)任MC；9月7日，與張榕容等合作主演的電影《逗愛熊仁鎮(zhèn)》（原名《歡迎來到熊仁鎮(zhèn)》）上映；同年，在劉偉強(qiáng)執(zhí)導(dǎo)的電影《中國(guó)機(jī)長(zhǎng)》中飾演民航西南地區(qū)管理局四川監(jiān)管局領(lǐng)導(dǎo)。
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