2003年，金東旭出演由Baek Woon-Hak執導的驚悚電影《地鐵危機》；同年出演由鄭國順執導韓國與中國電影集團合作拍攝的動作電影《我的老婆是大佬2》。2004年，出演電影《芭蕾舞蹈教室》，劇中飾演金紀泰一角。2005年，出演閔奎東執導的情感故事電影《我一生最美麗的一周》。
2006年，出演由李宋熙日執導，李英勛、金南佶主演的一部同性戀電影《絕不后悔》，劇中飾演宋明一角；隨后出演安炳基執導高小英、姜成珍主演的恐怖電影《公寓》，劇中飾演申都一角。
2007年，出演電影《神燈仙女》；同年出演由金泰希執導，趙允熙、金清主演的的現代劇情片電影《同居，同樂》，劇中飾演秉石；隨后出演李允貞執導，尹恩惠、孔劉主演的喜劇電視劇《咖啡王子1號店》劇中飾演陳夏琳；隨后出演由金成旭執導，徐道營、樸彩京主演的電視劇《無法阻擋的婚姻》，劇中飾演 王叁百。
2008年，出演由丁正化執導，樸真熙、趙漢善主演的愛情喜劇電影《甜蜜的謊言》，劇中飾演智勛。2009年，出演由韓國、日本聯合制片武正晴執導，金楨勛、齋藤工主演的劇情電影《首爾咖啡館》，劇中飾演相仁；同年出演由金容華編導，河正宇、金基石主演的體育電影《國家代表》，劇中飾演洪哲，并且憑借該劇獲得“Director's CUT”最佳新人獎；隨后出演由許秦豪、閔奎東等聯合執導，黃政民、金康宇等16位演員出演的以“性愛”為主題的多段式電影《五感圖》，劇中飾演知云 ；同年出演由黃義京、金元錫執導李棟旭 、金賢珠 、李荷妮主演的愛情倫理電視劇《伙伴》，劇中飾演尹俊。
2010年，出演由林太宇導演，金貞秀編劇，柳東根、梁美京主演的電視劇《蒲公英家族》，劇中飾演載河 ；同年客串由張由政執導，孔劉、林秀晶主演的舞臺劇《尋找初戀事務所》改編的愛情喜劇電影《尋找金鐘旭》；隨后出演由金東郁執導，金應秀、沈 恩敬主演的喜劇電影《快樂殺人者》，劇中飾演鄭旻；同年出演MV《拜托我的男朋友》。2012年8月30日正式入伍。
2011年，出演由金大承執導，趙茹珍、金民俊主演的情色電影《后宮：帝王之妾》，劇中飾演圣源大君；同年出演由許宗昊編導，鄭在泳、全度妍主演的動作電影《倒計時》，劇中飾演許宗昊；隨后出演由邊勝旭執導，樸敏英、金藝綸主演的恐怖電影《貓：看到死亡的兩只眼睛》，劇中飾演俊石? ；同年出演由張鎮執導的同性題材電影《浪漫天堂》，劇中飾演智旭一角。
2014年，出演由趙賢卓導演、趙賢慶編劇、鄭柔美、吳智昊領銜主演電視劇《下女們》，劇中飾演金銀奇，5月29日正式退伍復出。2015年，出演由崔道勛執導，李清娥、崔汝珍、尹仲勛主演的運動勵志電視劇《Riders：抓住明天》，劇中飾演車基俊；隨后在電視劇《看見鬼的刑警處容2》中客串獸醫。
2018年4月，主演MBC月火劇《特別勞動監督官趙掌風》；5月，參演的《與神同行：罪與罰》獲得韓國第23屆春史電影節藝術電影部門特別獎最佳男配角獎；9月12日，參演電視劇《客：The Guest》在OCN電視臺水木檔首播。
2019年，在2019 MBC演技大賞上，以《特別勞動監督官趙掌風》獲得月火劇部門男子最優秀演技賞和大賞。
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