1994年，因在中國大陸首部音樂風情電視劇《一路等候》中出演青年歌手王皓而出道。2000年，參演古裝推理劇《少年包青天》，飾演廬州才子公孫策；同年，與李小璐合作出演都市醫護偶像劇《都是天使惹的禍》，飾演醫學院研究生邵建波；主演古裝足球劇《一腳定江山》，飾演文武全才，有情有義的柳復生并第一次為自己主演的電視劇獻唱片頭曲《明天在我手》。
2001年，參演古裝劇《少年包青天2》，繼續飾演公孫策；在古裝輕喜劇《皇朝太醫》中飾演反派角色農草堂；出演了愛情喜劇《愛情寶典》和愛情劇《海洋館的約會》。2012年，與果靜林合作主演懸疑電影《黑暗中的救贖》，飾演身負販毒和謀殺雙重罪名的重刑犯林雨。
2002年，同吳奇隆合作出演古裝劇《名捕震關東》，飾演四大名捕老大冷血。2003年，主演警匪諜戰《危情24小時》，飾演反恐特警劉錚；同年9月，獲得韓國中國偶像網最受韓國觀眾喜愛的中國男演員稱號。
2006年，主演情感劇《生死兄弟》，飾演關昊；主演家庭生活劇《孩子你在哪里》，飾演谷為民；與江珊合作主演年代懸疑劇《數風流人物》，飾演正義陽剛的刑偵警察汪衛明。
2007年，與苗圃合作主演家庭倫理劇《婚內外》；與李冰冰合作出演大型企業文化音樂電視片《康美之戀》；參演拍攝抗日戰爭劇《那些迷人的往事》，飾演女主于抗美的丈夫楊志西；參演動作電影《集結號》。2008年，參與拍攝抗戰劇《父親的戰爭》；主演愛情劇《都叫我三妹》；同年，出演喜劇片《A面B面》。
2009年，參演古裝喜劇片《熊貓大俠》；之后開始轉向幕后參與制作懸疑劇《尋找證人》并成立了任泉工作室；參演傳記歷史片《孔子》，飾演孔門十哲之一顏回，并獲得了第19屆金雞百花電影節最佳男配的提名，該片于2010年1月22日全國上映。
2010年，在1月2日首播的古裝穿越玄幻劇《神話》中飾演考古專家，男主的哥哥易大川；同年，參演抗戰劇《新亮劍》，飾演八路軍獨立團政治委員趙剛，后升任為軍政委。
2012年，與閻娜合作主演家庭倫理劇《放開我的手》，飾演醫生蘇挺；參與制作并客串了武俠劇《笑傲江湖》；6月，參演懸疑片《黑暗中的救贖》；同年，擔任都市家庭劇《兒女的戰爭》制作人；同年，獲得第3屆樂視影視盛典年度明星制作人獎以及獲得第1屆安徽衛視亞洲偶像盛典明星制片人獎。
2013年2月1日，與張榕容合作主演的恐怖影片《女蛹》上映，在片中飾演師生戀中的斯文教授駱嘉；7月28日，獲得第2屆安徽衛視亞洲偶像盛典最佳跨界藝人獎。2014年，參與錄制了中國首檔青年思想秀《青年中國說》，作為特邀嘉賓。
2015年11月27日，在微博上宣布任泉工作室正式解散。2016年3月17日在微博發出消息宣布息影，以后把全部精力投放到商界。2017年，與李冰冰共同擔任湖南衛視紀實節目《向往的生活》第九期的主要嘉賓。
商業經歷
1997年，大學畢業后，任泉獨立創業成了第一家蜀地 辣子魚餐廳。2005年，與耿樂、柯藍成立1969酒吧；并于2006年改為蜀地原生態火鍋，以200多萬元入股華誼兄弟。
2008年，投資鼎唐影視及少兒藝術教育中心；投資成立美容院。2009年，投資成立廣東蜀地傳說。2010年，投資成立“蜀地時代”，成立上海強盛影視文化傳媒有限公司。
2011年5月，任泉就讀長江商學院EMBA春季班。2013年，投資成立熱辣壹號，此外任泉還轉讓上海蜀地辣子魚淮海路店和齊齊哈爾蜀地辣子魚等餐廳 。
2014年，與李冰冰、黃曉明合伙成立熱辣集團，創辦連鎖餐飲企業熱辣壹號火鍋店，三人還受電影《中國合伙人》靈感啟發，聯合創立了風投公司Star VC，第一期資金規模達8000萬元，收到3000多份商業計劃書，10月13日，章子怡和黃渤加入Star VC，成為新合伙人；11月，任泉加入上海交通大學上海高級金融學院金融EMBA秋季班，系統學習金融知識；12月，獲得中國營銷盛典中國十大營銷人物之一 。
2015年11月，與李冰冰工作室聯合出品制作系列驚悚恐怖電影《張震講故事》；同年，作為StarVC聯合創始人參加了博鰲亞洲論壇2015年年會，并在“青年領袖圓桌會議”上發言。2016年，投資動畫片《刺猬小子之天生我刺》。
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