2000年，与丁嘉丽、杜志国合作主演民国传奇剧《走戈壁的女人》；同年在校园轻喜剧《青春正点》中饰演美术教师马前。 2002年，首次导演央视影视部投资并监制的首部电视系列剧《王记大排档》，该剧讲述由知青到工人到个体户小饭店老板的人生经历。同年，参演剧情电影《卡车上掉下的小提琴》。 2004年，出演林奕华、孟京辉编导的音乐剧《半生缘》。 2005年，在李幼斌、朱媛媛主演的谍战情感剧《红色追击令》中饰演军管会社会部的副主任孙渡。 2006年，主演叶京执导的年代励志剧《与青春有关的日子》，在剧中饰演作家方言儿时的伙伴高洋。同年在徐宗政执导的家庭情感剧《家比天大》中饰演社会青年刘德林。 2009年，与孙逊、李易祥联合主演战争喜剧《梦想光荣1942》，在剧中饰演日本奸细酒井。同年凭借人物传记电影《袁隆平》获得第13届中国电影华表奖优秀男演员奖。 2010年，客串崔健首次执导的歌舞励志电影《蓝色骨头》。 2011年，与黄志忠联袂主演近代革命剧《新亮剑》，在剧中饰演晋绥军358团团长楚云飞。 2012年，与任泉合作主演现实悬疑电影《黑暗中的救赎》。同年主演爱国励志电影《东方中国梦》，在剧中饰演归国的基因专家王建国。 2013年，零片酬出演曹保平导演的剧情电影《狗十三》，该片入围第64届柏林电影节新生代单元，引发了国外观众对这部电影以及其中反映的中国教育问题的关注。同年参加明星公益舞蹈真人秀节目《舞出我人生》。 2014年，与胡歌、闫妮共同出演现实主义题材剧《生活启示录》，在剧中饰演服装公司的老板刘光耀。同年，获得国剧盛典年度卓越演员。 2015年，与黄志忠、左小青共同主演反腐题材剧《国家底线》，在剧中饰演回国投资的外籍华人何立东。5月主演抗战剧《地道女英雄》，在剧中饰演瘫痪在床的满清秀才杨存葆。同年主演军旅温情电影《默守那份情》。 2016年，参演青春战争电影《先锋之那时青春》，在片中饰演孔承义的首长。 2017年，担任都市励志剧《生逢灿烂的日子》的编剧，并在剧中饰演郭家老三郭小洋。12月，参加北京卫视公益“治愈系”纪实季播节目《生命缘·生命的礼物》。 2018年4月1日，参演的年代传奇剧《远大前程》在湖南卫视首播，在剧中饰演“上海滩十三太保”之一的永鑫公司师爷。