2009年，出演电影版《潜伏》，同年在电影《铁人》中饰演铁人王进喜，获得第27届中国电影金鸡奖最佳男主角，2011年出演《汉阳造》，2013年出演谍战情感大剧《我的绝密生涯》，2014年参演电视剧《十月围城》，2015年出演电影《三体》。