2001年，中泉英雄首次出演第一部爱情片《Pain》，在片中饰演失足青年敦。 2003年，中泉英雄连续接下两部爱情剧，一部是《在你成为回忆之前》，另一部是《最后的圣诞节》。 2004年，中泉英雄在由熊泽尚人执导的电影《黑色东京》中饰演小田。 2005年4月，中泉英雄参演的恐怖片《新富江》上映，在片中饰演谷村卓也；5月，中泉英雄在由柳町光男执导的荒诞电影《谁是加缪》中饰演池田哲哉，该片为东京国际电影节、坎城电影节及纽约电影节邀请作品。 2006年，中泉英雄主演由石田秀范执导的特摄剧《假面骑士KABUTO》，在剧中饰演第35话出现的神秘男子立川大吾。 2007年，中泉英雄参演的奇幻爱情电影《炬燵猫》上映。 2008年，中泉英雄参演反映当今日本众生之相的电影《如今的日本人啊！你们还相信爱、和平和理解吗？》，在片中饰演抢救队员风间；同年，中泉英雄参演由若松孝二执导的电影《联合赤军实录：通向浅间山庄之路》，在片中饰演植垣康博，该片为东京国际电影节及柏林电影节邀请作品。 2009年，中泉英雄与刘烨、高圆圆等合作主演的战争片《南京！南京！》上映，他在片中饰演一个深受战争折磨的日本士兵角川正雄。 2010年，中泉英雄在科幻动作片《假面骑士超级电王电影三部曲：红之章》中饰演菊地宏。 2011年，中泉英雄与秦昊、张钧甯等共同主演情感电影《初到东京》，在片中饰演出生在围棋世家的翔一。 2012年，中泉英雄与铃木美妃搭档主演悬疑爱情电影《黑四角》；同年，中泉英雄主演抗战片《老萨的战争》，在片中饰演日军少佐月见山。 2013年3月，中泉英雄参演的奇幻史诗片《止杀令》上映，他在片中饰演阿苏卡，与李小冉饰演的契丹女上演了一段生死恋；7月，中泉英雄与李纯、中野良子等合作主演的观音题材故事片《不肯去观音》上映，他在片中饰演远赴大唐求请观音的日本僧人慧萼。 2015年9月，中泉英雄参演的抗战剧《生死血符》在央视八套播出，他在剧中饰演日军军官松本；12月，中泉英雄凭借抗战片《何去何从》（原名《长城绝唱》）获得金考拉国际华语电影节最佳男主角提名。 2016年10月，中泉英雄与漆子美等领衔主演的抗战片《何去何从》（原名《长城绝唱》）上映，他在片中饰演被迫应征入伍参加侵华战争的美术老师石桥贤太郎。 2020年，中泉英雄参演的战争题材影片《八佰》上映，他在剧中饰演日本侵略军战地指挥官近卫勋。