2005年，客串出演MBC电视剧《彩虹罗曼史》。

2007年，与金子英、李罗利合作出演李汉娜导演的电影《睡美人》，正式出道。

2008年，出演KBS电视剧《我被你迷倒了》。

2009年，与李准基、尹素怡、严基俊合作出演电视剧《HERO》，饰演自以为是市侩和善于谎言的机会主义20代让人牙痒痒的记者朴俊恒；4月，与孙贤周、朴善英合作出演家庭伦理剧《松药店的儿子们》，饰演性格像女孩子一样柔弱善良，没有魄力的宋美风。

2010年，与都知嫄、吴智恩合作主演电视剧《笑吧，东海》，剧中池昌旭饰演精通英语和法语，对厨艺有天赋的金东海，该剧开播后以平均每集36.4%的收视率，成为2011年上半年韩剧收视冠军。

2011年，池昌旭凭借在《笑吧，东海》中塑造的东海一角获得KBS演技大赏日日剧部门优秀演技奖；同年，与尹素怡、俞承豪、崔民秀合作出演电视剧《武士白东修》，凭借饰演的朝鲜最高武士白东修一角获得SBS演技大赏新人奖；12月，主演Channel A 水木剧《小伙的蔬菜店》，饰演阳光向上总是充满正能量的好青年韩太阳。

2012年，与朱智勋、蔡时那合作出演SBS周末剧《五根手指》，饰演对钢琴充满热情但却因为哥哥柳志浩命中注定只能第二的钢琴演奏者柳仁河。

2013年，与河智苑、朱镇模、白珍熙等合作出演MBC电视台的月火剧《奇皇后》，饰演从天真懦弱的皇太弟成长为为了守护心爱之人而甘愿付出生命的痴情皇帝妥懽，凭借该剧获得MBC演技大赏特别企划部门男子优秀演技赏；同年，与KARA合作出演DRAMAcube《Secret Love》，在第5集中饰演女主角的守护天使，为了帮助从大学时代就一直单恋学长的她而现身，殊不知自己也爱上了她。

2014年，主演KBS爱情剧《Healer》（又名《治愈者》），凭借徐贞厚一角获得KBS演技大赏男子人气奖及最佳CP赏。

2015年10月29日，正式与中国唱片公司梦响当然签下音乐事业发展合约，并于京举办发布会暨新歌首唱会；12月29日，主演的电影《被捏造的都市》杀青；11月，赴中国上海拍摄电视剧《我的男神》。

2016年3月，赴中国长沙拍摄电视剧《旋风少女2》；8月，主演拍摄韩国有线电视台TVN金土剧保镖动作片《THE K2》；11月，出演乐天网剧《七次的初吻》。

2017年2月9日，首次担当男主的电影《被捏造的都市》在韩国上映；5月10日，主演的SBS新水木剧《奇怪的搭档》首播，在剧集播出过程中连续7周拿下韩国TV出演者话题性排行榜首位；6月16日，为韩版《你的名字》男主角配音。

2019年9月28日，与元真儿、尹世雅合作主演的tvN周末剧《请融化我》首播，饰演综艺局明星制作人马东灿。

2020年，与金裕贞合作主演SBS新剧《便利店新星》，饰演在梦想和现实之间苦恼的便利店店长崔大贤。