2004年，炎亞綸因為一張發(fā)布在交友網(wǎng)站上的照片，而被經(jīng)紀(jì)人發(fā)掘。同年，首次出演電視劇，在家庭喜劇《安室愛美惠》中飾演送牛奶的少年鄭碗貴，由此進(jìn)入演藝圈 。2005年9月，與林依晨、鄭元暢合作出演愛情喜劇《惡作劇之吻》，飾演多金公子阿布。11月，在科幻偶像劇《終極一班》中飾演了沉默寡言卻隱藏著神秘力量的丁小雨。12月28日，與吳尊、辰亦儒、汪東城組成男子演唱組合“飛輪海”，正式出道。
2006年9月，隨飛輪海發(fā)行《飛輪海首張同名專輯》，收錄了《只對你有感覺》、《我有我的Young》等11首歌曲，憑借該專輯獲得Hito流行音樂獎年度Hito男團(tuán)體獎
2007年8月，在科幻偶像劇《終極一家》中飾演鐵時空白道異能界盟主灸亣镸荖·舞。12月，在愛情喜劇《惡作劇2吻》中再次飾演了為愛勇往直前的阿布一角。
2008年1月，隨飛輪海發(fā)行第二張專輯《雙面飛輪海》，收錄了《新窩》、《出神入化》等13首歌曲，憑借該專輯獲得雪碧榜音樂頒獎禮亞太地區(qū)最優(yōu)秀組合獎、MusicRadio中國TOP排行榜港臺地區(qū)年度最受歡迎組合獎等多個獎項。9月，隨飛輪海舉辦了“飛輪海想入飛飛世界巡回演唱會”。11月，首次擔(dān)綱男主角，與吳映潔搭檔主演懸疑劇《霹靂mit》，飾演表面冷酷而內(nèi)心卻渴望溫暖的國際著名偵探之子詹士德。
2009年，隨飛輪海發(fā)行第二張專輯《越來越愛》，專輯特別增加了搖滾元素，收錄《動脈》、《孤單摩天輪》等11首歌曲。
2010年9月，隨飛輪海發(fā)行第四張專輯《太熱》，收錄了包括同名主打歌在內(nèi)的10首歌曲。10月，攜手房思瑜主演校園懸疑劇《死神少女》，飾演具有靈異體質(zhì)的少年沈奇。12月，與辰亦儒、喻虹淵共同主演愛情喜劇《愛似百匯》，在劇中飾演個性內(nèi)斂、做事很講究方法的大學(xué)生邢一誠 。
2011年3月，發(fā)行個人首張迷你專輯《下一個炎亞綸》，收錄了《下一個我》、《一觸即發(fā)》等6首歌曲，該專輯連續(xù)兩個月占據(jù)“中文唱片公信榜”榜首位置。
2012年5月，與修杰楷、梁心頤聯(lián)袂主演愛情音樂劇《給愛麗絲的奇跡》，飾演對音樂非常執(zhí)著的首席小提琴家賀霆宇。10月19日，發(fā)行個人首張正規(guī)專輯《紀(jì)念日》，收錄了包括主打歌《被忘錄》在內(nèi)的10首歌曲。
2013年6月，搭檔郭雪芙主演浪漫愛情劇《就是要你愛上我》，飾演個性孤傲、情感細(xì)膩的男主角齊翼，該劇播出后奪得同時段收視冠軍。
2014年4月，與李毓芬合作主演都市愛情劇《愛上兩個我》，在廣告公司執(zhí)行長路天行和兼職企劃小鹿兩個角色之間來回轉(zhuǎn)換，憑借該劇獲得第10屆首爾電視劇節(jié)亞洲明星獎 。5月，發(fā)行第二張迷你專輯《Drama》，收錄由他主演的多部戲劇中的主題曲或插曲。6月，推出第三張迷你專輯《Cut》，嘗試了舞曲、RAP等多種曲風(fēng)。
2015年3月18日，以英文名字“Aaron”在日本正式出道，其發(fā)行的首張日本單曲《MOISTURIZING》空降日本公信榜前十位。8月，為偶像劇《我的靈界男友》演唱片尾曲《你幸福就好》。9月，發(fā)行第二張日本單曲《Gelato》。12月，演唱了武俠劇《秦時明月》中的插曲《獨活》。
2016年3月，搭檔曾之喬主演職業(yè)愛情劇《后菜鳥的燦爛時代》，飾演事業(yè)得意卻是感情后菜鳥的CEO紀(jì)文凱，該劇在中國臺灣地區(qū)收視率達(dá)到2.91點，并被翻譯成50多種語言先后在30余個國家播出。7月，與鐘漢良、江疏影聯(lián)袂主演都市情感劇《一路繁花相送》，飾演敢闖敢拼樂觀溫暖的創(chuàng)業(yè)家林樂清。
2017年10月，搭檔鞠婧祎主演民國懸疑劇《請賜我一雙翅膀》飾演對刑偵探案與罪犯追蹤有著超乎常人的天賦的偵緝隊長龍?zhí)煊?。2018年3月30日發(fā)行EP《最想去的地方》，9月發(fā)行全新EP《親愛的怪物》。
2019年4月15日，炎亞綸個人寫真禮盒《靈魂冒險王》發(fā)布，該禮盒分為公益版本和簽售版本；7月2日，其參加的騰訊視頻全明星籃球競技真人秀節(jié)目《超級企鵝聯(lián)盟Super3:星斗場》首播；9月10日，與陸毅、郭采潔合作主演的都市輕喜劇《親·愛的味道》首播，飾演表面風(fēng)流不羈卻充滿著俠義之心的富家子林暄；10月10日，加盟國內(nèi)首檔導(dǎo)演選角真人秀《演員請就位》。
2020年2月15日，加盟浙江衛(wèi)視音樂節(jié)目《天賜的聲音》，擔(dān)任飛行合伙人。
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