2005年，客串出演MBC電視劇《彩虹羅曼史》。
2007年，與金子英、李羅利合作出演李漢娜導演的電影《睡美人》，正式出道。
2008年，出演KBS電視劇《我被你迷倒了》。
2009年，與李準基、尹素怡、嚴基俊合作出演電視劇《HERO》，飾演自以為是市儈和善于謊言的機會主義20代讓人牙癢癢的記者樸俊恒；4月，與孫賢周、樸善英合作出演家庭倫理劇《松藥店的兒子們》，飾演性格像女孩子一樣柔弱善良，沒有魄力的宋美風。
2010年，與都知嫄、吳智恩合作主演電視劇《笑吧，東海》，劇中池昌旭飾演精通英語和法語，對廚藝有天賦的金東海，該劇開播后以平均每集36.4%的收視率，成為2011年上半年韓劇收視冠軍。
2011年，池昌旭憑借在《笑吧，東海》中塑造的東海一角獲得KBS演技大賞日日劇部門優秀演技獎；同年，與尹素怡、俞承豪、崔民秀合作出演電視劇《武士白東修》，憑借飾演的朝鮮最高武士白東修一角獲得SBS演技大賞新人獎；12月，主演Channel A 水木劇《小伙的蔬菜店》，飾演陽光向上總是充滿正能量的好青年韓太陽。
2012年，與朱智勛、蔡時那合作出演SBS周末劇《五根手指》，飾演對鋼琴充滿熱情但卻因為哥哥柳志浩命中注定只能第二的鋼琴演奏者柳仁河。
2013年，與河智苑、朱鎮模、白珍熙等合作出演MBC電視臺的月火劇《奇皇后》，飾演從天真懦弱的皇太弟成長為為了守護心愛之人而甘愿付出生命的癡情皇帝妥懽，憑借該劇獲得MBC演技大賞特別企劃部門男子優秀演技賞；同年，與KARA合作出演DRAMAcube《Secret Love》，在第5集中飾演女主角的守護天使，為了幫助從大學時代就一直單戀學長的她而現身，殊不知自己也愛上了她。
2014年，主演KBS愛情劇《Healer》（又名《治愈者》），憑借徐貞厚一角獲得KBS演技大賞男子人氣獎及最佳CP賞。
2015年10月29日，正式與中國唱片公司夢響當然簽下音樂事業發展合約，并于京舉辦發布會暨新歌首唱會；12月29日，主演的電影《被捏造的都市》殺青；11月，赴中國上海拍攝電視劇《我的男神》。
2016年3月，赴中國長沙拍攝電視劇《旋風少女2》；8月，主演拍攝韓國有線電視臺TVN金土劇保鏢動作片《THE K2》；11月，出演樂天網劇《七次的初吻》。
2017年2月9日，首次擔當男主的電影《被捏造的都市》在韓國上映；5月10日，主演的SBS新水木劇《奇怪的搭檔》首播，在劇集播出過程中連續7周拿下韓國TV出演者話題性排行榜首位；6月16日，為韓版《你的名字》男主角配音。
2019年9月28日，與元真兒、尹世雅合作主演的tvN周末劇《請融化我》首播，飾演綜藝局明星制作人馬東燦。
2020年，與金裕貞合作主演SBS新劇《便利店新星》，飾演在夢想和現實之間苦惱的便利店店長崔大賢。
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