2010年，與周冬雨合作主演愛情電影《山楂樹之戀》，在片中飾演長相英俊、笑靨親切的男主角孫建新（老三），這是他的首部電影作品，從而正式進入演藝圈 ??；12月21日，獲得“第5屆BQ紅人榜頒獎盛典”年度電影新人獎 ??；此外，他還獲得了騰訊星光大典年度潛力電影演員獎 ??。
2011年2月2日，參加中央電視臺春節聯歡晚會，并與韓庚、周冬雨、董潔等一同表演開場歌舞《回家過年》 ??；6月29日，其主演的劇情電影《秋之白華》上映，而他在片中則飾演了才識淵博且富有理想的男主角瞿秋白 ??；9月28日，獲得FIRST·西寧青年影展頒獎盛典最受國際大學生矚目華語電影新人獎 ??；10月25日，獲得影視風云榜新勢力盛典最受歡迎電影男演員獎 ??；12月2日，其主演的動作電影《賽車傳奇》上映，而他在片中則飾演了年少輕狂且恃才自傲的天才賽車手葉浩城 ??；12月15日，其出演的革命戰爭電影《金陵十三釵》上映；12月22日，其主演的愛情電影《傾城之淚》上映，而他在片中則飾演了經過努力打拼而在事業上有所成就的陳升 ??。
2012年3月15日，其主演的犯罪懸疑電影《大追捕》上映，而他在片中則飾演了少年時期的男主角王遠陽 ??；9月27日，其主演的愛情電影《危險關系》上映，他在片中飾演才華橫溢且渾身洋溢著法蘭西浪漫氣息的戴文舟 ??。
2013年5月16日，參加第66屆戛納國際電影節開幕式，并與奚夢瑤一同走紅毯 ??；同年，主演讓·雅克·阿諾執導的冒險電影《狼圖騰》，在片中飾演男主角陳陣的好兄弟楊克 ??。
2014年5月16日，其主演的動作電影《城市游戲》上映，而他在片中則飾演了極限愛好運動者張瑋柏 ??；同年，與陳意涵、楊祐寧、宋伊人合作主演古裝穿越愛情電影《新步步驚心》，在片中飾演性格灑脫不羈、追求自由、能文能武、溫柔又不失霸氣的男主角愛新覺羅·胤禵，這是他首次在影視作品中嘗試古裝扮相 ??；10月，參加浙江衛視明星戶外競技真人秀節目《奔跑吧兄弟》的錄制 ??。
2015年2月19日，其主演的冒險電影《狼圖騰》上映，該片最終以6.97億元人民幣的票房成績收官 ??；4月15日，其主演的都市愛情電影《我是女王》，而他在片中則飾演了崇尚自我、鼓勵Annie找回自己的男主角Mark ??；8月6日，其主演的青春勵志電影《破風》上映，而他在片中則飾演了性格內斂又不乏豐滿個性的單車隊隊員邱田 ??；10月，作為加速隊員參加湖南衛視明星戶外真人秀節目《全員加速中》 ??；同年，出演奧斯汀·史密薩德執導的科幻電影《LOG OUT》；之后，與黃軒、周一圍、徐璐合作主演古裝魔幻劇《海上牧云記》，在劇中飾演性格強悍、武功高強的穆如寒江 ??。
2016年1月1日，其主演的愛情喜劇電影《一切都好》上映，而他在片中則飾演了為了夢想而不惜賣房創業的管全 ??；同年，與趙麗穎、林更新、李沁、鄧倫、王彥霖合作主演古裝傳奇劇《楚喬傳》，在劇中飾演冷靜、腹黑且多疑的西涼世子燕洵 ??；7月1日，其與約瑟夫·費因斯、涂世旻主演的戰爭電影《終極勝利》上映，而他在片中則飾演了為人耿直、重情重義的黃包車夫徐牛 ??；12月，憑借電影《六人晚餐》獲得第11屆巴黎中國電影節最佳男演員獎 ??。
2017年，與唐嫣、楊爍合作主演都市情感劇《時間都知道》，在劇中飾演自信風流且放蕩不羈的男主角葉珈成 ??；6月16日，其主演的青春愛情電影《六人晚餐》上映，而他在片中則飾演了漫溢深情卻玩世不恭的男主角丁成功 ??；同年，與苗苗、彭冠英共同主演都市情感劇《愛上你治愈我》，他所飾演的男主角顏書仁是個性格沉穩、低調內斂的精神科醫生 ??；11月14日，與古力娜扎合作主演都市職場劇《十年三月三十日》，在劇中飾演男主角靳燃 ??。
2018年2月，與迪麗熱巴合作主演古裝電影《日月傳奇》，在影片中飾演男主角后羿 ??；同年，與王學圻、昆凌、柏安聯合主演西蒙·韋斯特執導的災難電影《天·火》 ??。2019年，與唐嫣搭檔主演古裝傳奇劇《燕云臺》，他所飾演的男主角韓德讓，是英勇聰明的攝政王，和蕭燕燕自小青梅竹馬，并且一直愛著對方 ??。
2020年，與陳都靈合作主演年代情感劇《良辰好景知幾何》，飾演男主角蕭北辰 ??；同年1月，與范偉，張頌文合作主演的電影《不速來客》殺青，飾演外賣員馬明亮 ??；同年8月，參演獻禮建黨100周年電影《1921》，飾演中共一大代表陳潭秋 ??。
2021年，與奚美娟、鄧家佳合作主演時代報告劇《我們的新時代》之《排爆精英》單元 ??；同年4月，作為常駐嘉賓，參與錄制浙江衛視推出的星空下自駕露營青春慢綜藝《追星星的人》 ??；同年6月，與江疏影等人合作主演都市劇《歡樂頌3》，飾演戴維 ；6月23日，與李沁、張云龍、李亭哲合作主演都市情感劇《海上繁花》開播，在劇中飾演陽光帥氣且外冷內熱的男主角雷宇崢 ；7月1日，參演的電影《1921》上映 ??；10月22日，主演的電影《不速來客》上映 ??。11月9日，在播出的紀錄片《勇敢者的征程》里擔任探險者。
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