2006年，与霍建华、孙俪、贾乃亮合作主演都市爱情偶像剧《屋顶上的绿宝石》，在剧中饰演与男主角周念中从小一起长大并亲如兄弟的男二号聂凯，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，与杨千嬅、霍建华合作主演民国情感喜剧《武十郎》，在剧中饰演英俊不凡的富家公子雷声大 。

2007年，与张韶涵、吴尊、辰亦儒合作主演爱情偶像剧《公主小妹》，在剧中饰演男主角南风瑾的弟弟南风璘，与吴尊饰演一对兄弟，该剧在台湾地区播出时则获得了同时期收视率冠军；同年，客串汪东城、辰亦儒、炎亚纶主演的校园魔幻偶像剧《终极一家》，在剧中一人分饰二角，分别饰演了异能界一代宗师神行者、从不出手杀人的游侠枪灵王。

2008年，与陈德修、任容萱、曾沛慈合作主演校园魔幻偶像剧《终极三国》，在剧中饰演个性刚正不阿且不会撒谎的五虎将之首关羽。

2009年，与博焱、班杰、邵翔、寺唯宏正组成“武虎将”组合；同年，随武虎将推出单曲《对手》、《朋友》，收录于《强辩之〈终极三国〉三团鼎立SUPER大斗阵》合辑中；9月11日，随武虎将推出组合首本写真集《我爱武虎将》；11月8日，随武虎将前往东京参加第13届亚洲流行音乐演唱会。

2010年，随武虎将与曾沛慈、东城卫在台北河岸留言举办“曾爱耀武扬卫同乐会” ；3月28日，其所在组合武虎将获得“第14届全球华语榜中榜暨亚洲影响力大典”最佳新晋组合奖；同年，与朴信惠、李毓芬、邵翔合作主演爱情偶像剧《旋风管家》，在剧中饰演性格温柔敦厚且彬彬有礼的男主角凌奇飒。2011年，武虎将解散，成员各自发展。

2012年，与陈庭妮、魏蔓、窦智孔合作主演浪漫爱情剧《真爱趁现在》，在剧中饰演高大英挺且深情款款的男主角蓝仕德；同年，主演黄朝亮执导的爱情偶像剧《恋夏38℃》，在剧中饰演个性淳朴憨厚且外形阳光帅气的男主角林明宽。

2013年，获得“Milk Award年度艺人大赏”最佳演员奖随后，与陈庭妮、陶妍霖、李运庆合作主演浪漫爱情剧《真爱黑白配》，在剧中饰演外表文质彬彬、个性善良正直的男主角周震；同年，与张铎、王凯、张俪合作主演悬疑探案剧《新神探联盟》，在剧中饰演性格朴实、勇猛顽强的DBI探员展超 ；之后，与冯绍峰、林依晨、翟天临合作主演古装剧《兰陵王》，在剧中饰演男主角兰陵王的弟弟安德王高延宗。

2014年，与谢坤达、袁艾菲、赵杰合作主演都市爱情偶像剧《幸福兑换券》，在剧中饰演机车、冷酷且追求完美的男主角何不凡；同年10月14日，推出首张个人同名EP专辑《胡宇威》，收录了包括《别说Goodbye》、《说不出我爱你》等在内的3首歌曲及3首演奏曲。

2015年2月5日，受邀担任“第三届的DramaFever颁奖典礼”的主持人；同3月21日，在台北举行个人首场演唱会；同年3月24日，推出首张个人同名EP专辑《胡宇威》的内地版，并附赠了68页的写真集；同年，与郭采洁、郭碧婷、杨祐宁、李淳合作主演年代爱情电影《对风说爱你》，在片中饰演出门收租时被抓去充军的地主儿子小范；随后，出演黄祖权、蓝志伟等执导的古装神话剧《聊斋新编》。

2016年，与阚清子、洪尧、关诗敏合作主演都市情感剧《那刻的怦然心动》，在剧中饰演帅气、腹黑的男主角陶予飞；同年5月15日，在台北举行个人演唱会；同年，与蒋劲夫、冯文娟、陈娅安合作主演青春励志偶像剧《进击吧，闪电》，在剧中饰演风流倜傥且异性缘极佳的震宇学院击剑队主将邓尓豪。

2017年2月11日，参加湖南卫视元宵喜乐会，并与蒋劲夫、吴卓羲合唱歌曲《元宵到》；7月21日发行第二张EP 《#DO NOT DISTURB 请不要打扰》，收录《Shut up and kiss me》、《请不要打扰我们的爱》、《知道》，并於9月15日於北京举行首唱会；同年11月9日，与李易峰、江疏影、蒋梦婕合作主演创业励志电视剧《我在北京等你》於家乡纽约开镜，饰演表面拥有完美形象，背地却扛不住压力而酗酒的金融界菁英申凯，剧组演员赴纽约帝国大厦拍摄及宣传的照片也在帝国大厦名人墙上展出，是继汤唯、吴秀波的电影《北京遇上西雅图》第一部登上名人墙之国内电视剧。

2019年，与郑人硕、小薰（黄静怡）合作主演电影《寒单》，一举拿下了台湾贺岁档华语片票房的冠军。