1999年，柯有倫與阿爾發簽下歌手合約，成為周杰倫的師弟，并在周杰倫的鼓勵下，開啟了他的創作之路；之后，柯有倫簽約SONY BMG，成為旗下簽約藝人。
2001年，與余文樂、關智斌合作主演青春偶像劇《Y2K 01》，在劇中飾演阿魚的男朋友柯仔，這是他的首部電視劇作品；同年，出演朱延平執導的愛情喜劇電影《蘋果咬一口》，在片中飾演女主角宋丹如的弟弟，與容祖兒飾演一對姐弟。
2003年，推出與莫文蔚合唱的歌曲《愛死你》；同年，與陳柏霖、王宇婕合作主演青春偶像劇《極速青春》，在劇中飾演高大俊朗且內心細膩的男二號裕司。
2004年，為愛情偶像劇《求婚事務所》創作并演唱了主題曲《拼了》；同年，為青春偶像劇《戰神》創作并演唱主題曲《零》。
2005年8月19日，推出首張個人音樂專輯《Alan柯有綸》，收錄了包括《哭笑不得》、《戀愛演習》等在內的12首歌曲。
2006年4月2日，憑借專輯《Alan柯有綸》獲得“第六屆百事音樂風云榜頒獎盛典”港臺最佳新人獎；同年4月24日，獲得“Music Radio中國TOP排行榜”港臺最有潛力新人獎；同年5月，推出與倪睿思合唱的歌曲《心中有個人》；同年，獲得“第12屆全球華語音樂榜中榜”港臺地區最佳新人獎。
2007年6月，推出第二張個人音樂專輯《Welcome To My World》，收錄了包括《最美的痕跡》、《兩敗俱傷》等在內的10首歌曲；同年，與楊愛瑾、吳浩康合作主演劇情電影《阿飛》，在片中飾演年少輕狂的男主角阿飛。
2008年1月，憑借專輯《welcome to my world 》獲得“中國原創音樂流行榜”臺灣地區飛躍表現獎。
2009年3月9日，推出第三張個人音樂專輯《One Day》，收錄了包括《只要記得我的好》、《想回家》等在內的10首歌曲；同年，出演阮經天、范逸臣、藍正龍主演的愛情電影《愛到底》。
2010年12月3日，推出第四張個人音樂專輯《無畏無懼》，收錄了包括《再給我多一天》、《我恨你》等在內的10首歌曲。
2011年1月，獲得“中國影響2010·時尚盛典”年度演藝突破獎；同年2月18日，在臺北舉行“柯有倫無畏無懼Legacy演唱會”；同年5月6日，其主演的劇情電影《走出五月》上映，而他在片中則飾演了個性火爆沖動且不擅長表達內心情感的男主角李正森；同年，與春曉搭檔主演音樂微電影《阿倫與春曉》。
2012年1月13日，其主演的劇情電影《陣頭》上映，而他在片中則飾演了出身自臺中陣頭世家且熱愛音樂的男主角阿泰；同年4月13日，在臺北舉行“品木宣言搖滾地球演唱會”；同年7月20日，其主演的青春勵志電影《熱血街頭》上映，而他在片中則飾演了從小與猛獸一起玩耍的男主角樊星；同年，與宥勝、許瑋寧、小薰合作主演愛情偶像劇《我租了一個情人》，在劇中飾演男主角方顥明的好友、日本料理師傅丁勝華。
2013年7月11日，其主演的愛情電影《天臺愛情》上映，而他在片中則飾演了男主角浪子膏的死黨黑輪；同年10月4日，其主演的愛情電影《聽見下雨的聲音》上映，而他在片中則飾演了個性沖動直接又熱情、隨性又不拘小節的男主角阿倫。
2014年，與袁艾菲、邱凱偉、陳匡怡合作主演青春愛情勵志劇《鋼鐵之心》，在劇中飾演外表放蕩不羈卻擁有如鋼鐵般堅韌毅力的男主角楊可志；同年8月，推出個人單曲《Never Give Up》；同年10月31日，推出第五張個人音樂專輯《解放浪漫》，收錄了包括《愛是超魔力》、《兩人世界》等在內的11首歌曲。
2015年1月26日，獲得“亞洲影響力東方盛典”最佳風采獎；同年1月31日，獲得“第十屆勁歌王頒獎盛典”最佳唱跳歌手獎；同年3月27日，其主演的動作喜劇電影《菜鳥》上映，而他在片中則飾演了通過自身努力而成為演員的男主角向小飛；同年，與鄧麗欣、陳小春、李燦琛合作主演都市情感網絡劇《天才在左瘋子在右》，在劇中飾演廣告公司藝術總監、天欣的未婚夫高凱；同年11月27日，與蘇醒在北京匯源空間舉行“樂范FPLUS-mini concer演唱會”。
2016年，與林予晞、安哲、方志友合作主演愛情喜劇《必勝練習生》，在劇中飾演幽默搞笑卻不失真性情的男主角宋重基；同年，與張榕容搭檔主演都市愛情單元劇劇《滾石愛情故事》，在第2集“終結孤單”篇章中飾演個性直來直往、性格上有點孩子氣且彈得一手好吉他的業余樂團主唱任兆恩；4月8日，推出與林明禎合唱的歌曲《my only love》；7月9日，參加酷狗玩唱會“私房秀”。
2017年，與陳小春、陳國坤、李燦森合作出演警匪網絡劇《反黑》，在劇中飾演和興盛坐館柯紹騰；12月25日，推出第6張個人音樂專輯《飛》，收錄了包括人《如果還有》、《愛有什么錯》等在內的10首歌曲。
2021年1月15日，主演由周杰倫監制的熱血勵志賽車題材電影《叱咤風云》上映，在片中飾演LIONS車隊的幕后支柱、默默承擔不為人知壓力的領隊阿申。
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