1999年，赵阳出演首部作品《2000年我们结婚》，由此正式进入演艺圈。

2003年，参演国内第一部现代浪漫功夫剧《我的功夫女友》，剧中饰演张乐星。

2006年8月12日，搭档邓超、释小龙主演胡明凯执导的的古装作品《少年包青天Ⅲ之天芒传奇》播出，他凭借剧中饰演的公孙策一角走进大众视线。

2009年，凭借《从心开始》和《大唐代宗》两部作品入围第九届百合奖。

2018年6月，参演由孔笙、黄伟执导，王凯、杨烁、董子健主演的当代题材电视剧《大江大河》杀青，在剧中饰演经典现实派人物虞山卿。

2021年1月，获得首届青年戏剧斑马奖最佳男演员奖。 

2023年3月14日，主演的刑侦剧《他是谁》播出，剧中饰演聂宝华。