1998年，谷智鑫被導演李森相中，與丁嘉莉、蘇巖主演根據老舍同名小說改編的電視劇《駱駝祥子》，在劇中飾演男主角人力車夫祥子，自此開始演藝事業。
1999年，在范冰冰、方子哥主演的古裝劇《人間灶王》中飾演韓道明。2001年，在廖京生、艾麗婭主演的家庭情感劇《至愛親朋》中飾演當交警的二哥高山。2002年，與瑪賽、李斯主演現實主義電影《陽光殺場》，在片中飾演來自新疆的霍亞鵬。
2003年，與班嘉佳、劉亭作、李丁主演都市愛情電影《凌志的夏天》飾演交警凌志陽。同年與法提麥·雅琦、姚笛主演古裝歷史劇《魯班大師》飾演建筑業鼻祖魯班。
2004年，在王冀邢執導的紅色經典抗戰劇《苦菜花》中飾演姜永泉。4月在校期間的谷智鑫與《恰同學少年》劇組達成了初步協議，準備出演青年毛澤東。7月畢業后加盟了北京人藝，但人藝有條規定：剛剛加盟的演員一年之內不準出去拍戲。為此《恰同學少年》的出品人、長沙廣電集團副董事長羅浩親自前往北京公關，最后由北京市委宣傳部下了調令，才將谷智鑫“挖”到劇組來。
2005年，領銜主演經典青春勵志劇《恰同學少年》，在劇中飾演一個積極上進、富有青春氣息的青年毛澤東，憑借該片提名第26屆中國電視劇飛天獎優秀男演員和第24屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的電視劇男演員；同年，在李雪健、賈一平主演的歷史災難劇《唐山絕戀》中飾演何斌 。
2006年，與阿斯茹、劉牧聯合主演紅色經典劇《山菊花》，在劇中飾演有口皆碑的能工巧匠和江湖好漢于震海。
2007年，與溫崢嶸、鮑國安主演反間諜偵察劇《國家機密2》，飾演國安廳偵察科副科長林云飛；同年，與李志輿、馬少驊主演的間諜戰爭劇《喋血1941》飾演武宮正雄。主演懸疑系列片《俠侶探案》。
2008年，與于濱、劉園園主演考古懸疑劇《青銅匕首》飾演石多哥。6月11日，在北京人民藝術劇院話劇《蓮花》第二輪演出中，谷智鑫把蓮花的丈夫演的惟妙惟肖。
2009年，與文章、柯藍主演歷史劇《國歌》，在劇中飾演藝大校長田漢。
2010年，與柳云龍、童蕾主演革命諜戰劇《斷刺》飾演風趣幽默的保衛小組成員尹良。
2011年，與李沁、徐百卉主演歷史劇《中國1921》，在劇中再次飾演青年毛澤東 ，該劇獲得第26屆中國電視金鷹獎最佳電視劇獎。與侯勇、王奎榮主演劉猛執導的軍旅題材劇《我是特種兵》飾演莊焱，該劇獲得第28屆中國電視劇飛天獎最佳電視劇獎，華鼎中國十佳電視劇獎 。與劉愷威、程煜主演近代革命戰劇《戰火西北狼》飾演馬中駿。12月與白冰、程媛媛主演青春勵志輕喜劇《我要當空姐》。
2012年，在郭濤、趙雪蓮、宋佳主演的現代情感劇《七年》中飾演女主角唐申申的愛人孫六十。
2013年，與趙子惠、鮑鯤主演歷史戰爭劇《武工隊傳奇》飾演王亮。與劉佳主演革命劇《兵出潼關》，飾演“潼關刀客”方振東。與何冰、楊立新主演民國年代劇《傳奇大掌柜》，在劇中飾演京城最大飯莊“豐澤園”的創始人欒學堂。同年出演張黎、劉淼淼執導的情感電視劇《九年》。
2014年3月，領銜主演由趙浚凱監制的抗戰年代電視劇《鐵血武工隊傳奇》，飾演男一號王亮。
2015年1月17日，谷智鑫領銜主演的抗戰劇《大刀記》在山東衛視、黑龍江衛視聯合播出；5月27日，谷智鑫參加遼寧衛視飛行真人秀節目《沖上云霄》。同年，與嚴屹寬、趙韓櫻子領銜主演抗戰劇《血染大青山》，在劇中飾演北平學生云鐵崢。
2016年，在張黎執導的人物傳記劇《少帥》中飾演毛澤東；參演的抗戰傳奇情感大劇《兄弟們開火》播出；主演勵志情感劇《春天里》；5月，獲得第19屆華鼎獎全國觀眾最喜愛的影視明星；9月，入圍第28屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的男演員提名。
2017年，與吳奇隆、王子文、郭曉東主演楊亞洲導演的都市情感劇《別了，拉斯維加斯》
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