2010年，出演个人首部微电影《Straight》，在片中饰演男主角Giles，从而正式进入演艺圈。

2012年，与陈豆豆、王渺、杨家蔚合作主演青春励志微电影《北京之夏》，在片中饰演男主角世翀；同年，出演崔锡珉执导的情景喜剧《野蛮女友外传》，在剧中饰演秦天，这是他的首部电视剧作品。

2013年，与锦荣、温心、王姬合作主演爱情电影《对不起，我爱你》，在片中饰演男二号崔允，这是他的首部电影作品，从而正式进军影坛；之后，与王紫逸、耿一智、爱新觉罗·启星合作主演青春励志电影《不朽的时光》，在片中饰演性格懦弱但学习成绩却很优异的男主角鲁晓然；同年，参加CCTV-6举办的电影《变形金刚4》中国演员招募活动，并顺利进入第二轮的甄选，之后由于个人原因而选择退出比赛。

2014年，出演由王毓雅执导的青春爱情电影《以爱为名》，在片中饰演男主角凌志南；同年2月，与窦骁一同参加CCTV-6明星播报类节目《光影星播客》的录制；之后，与林保怡、高捷、袁百梓卉合作主演惊悚悬疑电影《索命暹罗之按摩师》，在片中饰演泰国警察阿谦 ； 同年，出演梁志强执导的贺岁喜剧电影《新兵正传III：蛙人传》，在片中饰演男主角黑龙；随后，出演韩承桓执导的魔幻爱情微电影《魔法触恋》，在片中饰演有情有义的男主角姜子山；同年12月31日，参加浙江卫视跨年演唱会，不仅与母亲赵雅芝合唱了邓丽君的《甜蜜蜜》，还独唱了古装剧《戏说乾隆》的主题曲《问情》。

2015年1月，与国奥影业签约，成为旗下签约艺人；同年，参加江苏卫视明星飞行类真人秀节目《壮志凌云》的录制，最终凭借三个月综合总成绩87分而获得总冠军以及一架私人飞机的使用权；同年10月，凭借电影《新兵正传III：蛙人传》获得“大本钟奖暨全球十大杰出华人青年评选慈善公益颁奖典礼”金独角兽奖之最受推崇新人奖、十大杰出华人青年奖的双提名。

2016年3月26日，担任了“第二届景鸿杯英语演讲赛”的特邀评委；同年8月，参加湖北卫视体育竞技类综艺节目《阳光艺体能》的录制；之后，出演斯蒂文·S·迪奈特执导的科幻电影《环太平洋2》。

2018年，与邢昭林、菅纫姿、宣璐、徐文浩等合作出演由李小江执导的古装玄幻剧《问天录之少年钟馗》。

2019年4月3日，由于朦胧、鞠婧祎、裴子添联袂主演的古装神话剧《新白娘子传奇》播出，黄恺杰在剧中饰演许仙与白素贞的儿子许仕林。

2020年1月30日，黄恺杰参演的《北灵少年志之大主宰》正式播出，在剧中饰演莫师。