2011年在李仁港导演的电影《鸿门宴》扮演西楚霸王项羽,开启大银幕之旅;2012年参演的电影《画皮2》、《二次曝光》、《太极之英雄崛起》上映。
2013年主演的电影《狄仁杰之神都龙王》、《我想和你好好的》上映;2014年主演韩寒的电影处女作《后会无期》、许鞍华导演的电影《黄金时代》上映,同年获得北京大学生电影节最受欢迎男演员奖。
2014年12月加盟电影《西游记之三打白骨精》,饰演唐僧一角。2015年2月19日,主演让·雅克·阿诺执导的电影《狼图腾》饰演陈阵。2015年4月年出演科幻电影《三体》,饰演男主角汪淼,2015年7月出演《我最好朋友的婚礼》。2015年,主演郭敬明同名原着《幻城》改编的玄幻电视剧《幻城》。
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