2002年4月初，經過周迅推薦，主演李少紅執導的電影《戀愛中的寶貝》，并 憑借獲得第5屆華語電影傳媒大獎最佳新演員提名。
2003年在參演電視劇《買辦之家》，飾演“小井”。
2004在電視劇《名揚花鼓》中飾演“朱棣”，在電視劇《長劍相思》中扮演秦捕頭“秦照”，同年在徐靜蕾導演的電影《一個陌生女人的來信》中扮演“軍官”。
2005年與楊恭如聯袂主演電視劇《風吹云動星不動》，飾演男主角”齊徹“。
2006年與劉燁、左小青聯合主演電視劇《一針見血》，首次出演了一個反派，在劇中扮演一個膽小、懦弱的小流氓劉長江。
2008年播出的懸疑情感劇《破繭而出》扮演大反派——復仇心切的律師”翟仁偉“。
2009年3月14日播出的電視劇《傾城之戀》中飾演“范柳原”，同年與范冰冰共同主演電影《麥田》，扮演逃兵“暇”。
2011年6月15日上映的電影《建黨偉業》中飾演“李達”。2012年播出的電視劇《蒼天圣土》擔任男一號——愛國志士“易君恕”。
2013年3月8日上映的電影中《蕭紅》中出演蕭紅一生最愛的男人“蕭軍”，并憑借此電影獲得第五屆中國電影導演協會年度男演員提名和第20屆北京大學生電影節最佳男演員提名。同年與徐靜蕾、郭富城等人出演電影《越來越好之村晚》，片中扮演一個自稱是“游走在娛樂圈”的粉絲頭子。同 年出演黃宏執導的抗震救災電影《傾城》，并憑借此電影獲得第29屆中國電影金雞獎最佳男主角提名和第20屆北京大學生電影節最佳男演員提名。
2014年5月16日，李妮執導、劉一煊編劇的電影《第一眼愛情》電影播出，黃覺扮演“肖志遠”。10月21日攜手南笙主演優酷出品、啼聲影視合力打造的都市奇幻單元劇《奇妙世紀》，劇中飾演心理醫生章文。
2015年參演電影《師父》。同年10月1日出演年代情感劇《我是你的眼》，劇中飾演下鄉知青陳實。同年主演電視劇《愛情萬萬歲》。
2016年，與顏丹晨合作的都市青春勵志電視劇《好想好想愛上你》播出。加盟都市情感劇《幸福有配方》。參演劇情長片《追·蹤》。參演紅色經典剿匪劇《林海雪原》，飾演關毅忠。
2018年參與拍攝的電影《迷妹羅曼史》，12月31日，與湯唯合作主演的電影《地球最后的夜晚》上映，黃覺在片中飾演男主角羅紘武。
2019年4月30日，其主演的劇情電影《雪暴》上映；6月14日，與白百何、吳剛等合作主演的電影《媽閣是座城》上映；10月，主演電視劇《不完美的她》；12月13日，出演的電影《被光抓走的人》上映。
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