2009年，因出演电影《再生缘》出道。2014年，在民国剧《情定三生》中饰演迟瑞被大众熟识1。2018年，在《镇魂》中饰演沈巍、夜尊、黑袍使三角获得高人气并迅速走红2；同年，通过《知否知否应是绿肥红瘦》中小公爷齐衡一角打开国民知名度，并因此获得上海电视节白玉兰奖最佳男配角提名3。2021年主演的谍战剧《叛逆者》在央视八套播出；同年，主演的电影《峰爆》上映4，逐步转入电影圈发展。2022年1月31日，参加2022年中央广播电视总台春节联欢晚会，演唱歌曲《欢乐时光》。11月12日，凭借《人生大事》获得第35届中国电影金鸡奖最佳男主角奖56。2023年1月14日，获2022爱奇艺尖叫之夜电影单元年度男主角奖7。5月26日，凭借《叛逆者》获得第28届上海电视节白玉兰奖最佳男主角奖提名8。6月10日，获得2023微博电影之夜年度口碑演员奖9。6月22日，主演的电影《消失的她》定档在中国内地上映，在片中饰演何非10。7月11日，朱一龙成影史第4位票房破百亿80后国内男主演11。12月27日，凭借《消失的她》获第四届“光影中国”荣誉盛典2022-2023年度媒体关注男演员奖12。12月28日，凭借《消失的她》获得第15届澳门国际电影节“金莲花”最佳男主角奖。2024年1月13日，获2023微博之夜微博年度品质电影人、微博KING1314。8月4日，凭借《人生大事》获得第37届大众电影百花奖最佳男主角奖15。12月30日，凭借《负负得正》获第16届澳门国际电影节金莲花最佳男主角奖16。2025年1月28日，参加《2025年中央广播电视总台春节联欢晚会》，在湖北武汉分会场表演《星汉耀江城》节目17。5月30日，凭借《河边的错误》获第四届北京电影学院“学院奖”电影表演奖18。6月13日，获2025微博电影之夜“年度榜样演员”荣誉19。
2025年9月13日，凭借《河边的错误》获得第二届金熊猫奖电影单元最佳男主角奖20。
