2010年凭借首部大荧幕电影作品《艋舺》斩获亚洲电影大奖最佳新演员奖。2012年接连主演陈凯歌导演影片《搜索》，同年也接拍了《LOVE》、《第一次》、《痞子英雄之全面开战》等电影并都取得了不错的票房成绩。 2013年在赵薇导演处女作《致我们终将逝去的青春》饰演陈孝正，在徐克导演的《狄仁杰之神都龙王》中饰演狄仁杰，影片分别取得七亿、六亿票房。据台湾媒体报道，最近出炉一份《中国演员票房号召力排行榜》中，赵又廷3年吸19.45亿，居男星榜第4位，是台湾艺人之冠。