2011年12月27日，以TAO为艺名公开出道预告照片与武术视频，首次以EXO成员名义公开亮相 ；29日，出演SBS歌谣大战，以中国武术的形式与宋茜等合作表演《Hallyu Orchestra “The Sound of Hallyu”》。

2012年4月8日，随组合EXO-M出席第十二届音乐风云榜颁奖典礼，首次表演出道舞台并正式出道 ；9日，随组合EXO-M发行首张迷你专辑《MAMA》，该专辑共收录了包括同名主打曲《MAMA》在内的六首风格不同的歌曲；6月9日，随组合首次参加国内综艺节目《快乐大本营》 ；11月30日，随组合出席Mnet亚洲音乐大奖，并获亚洲新人团体奖；12月31日，随组合参加江苏卫视跨年演唱会；同年，黄子韬先后随组合出演了《非常不一班》、《中国爱·大歌会》等多档国内外综艺节目，还出席了多场SMTOWN家族巡回演唱会，与林允儿、孝渊等合作表演《DanceBattle》  。

2013年1月26日，随组合参加CCTV网络春晚的录制；28日，参加MBC综艺节目《韩国MBC偶像明星运动会新春特辑》的录制，并以背跃式跳跃获得跳高项目的亚军；6月3日，随组合发行首张正规专辑《XOXO》，该专辑共收录了包括主打曲《Wolf》在内的12首歌曲；8月14日，随组合参加MBC综艺节目《一周的偶像》，在节目中表演双截棍；同月，黄子韬参加MBC综艺节目《明星跳水秀SPLASH》的录制，在第三期跳水过程中腿部受伤，该节目也因危险系数过大、黄子韬等艺人受伤而被停止放送；9月3日，参加MBC综艺节目《偶像运动会中秋特辑》跳高项目的录制，因运动强度过大导致腰部旧伤发作；11月10日，随组合出演SBS综艺节目《Running Man》 ；22日，随组合出席Mnet亚洲音乐大奖，并获得年度专辑奖；28日起，出演EXO的首档团体综艺节目《EXO’s Showtime》；12月9日，随组合发行首张冬季特别专辑《十二月的奇迹》，该专辑共收录了六首充满浪漫圣诞氛围的歌曲。黄子韬

2014年1月16日，随组合出席第28届韩国金唱片大赏，并获唱片本赏及唱片大赏；5月7日，随组合发行第二张迷你专辑《上瘾》  ；23日，随组合在首尔奥林匹克公园体操竞技场举办首次单独演唱会；8月2日，出演张力尹第三张单曲《爱的独白》的MV；9月19日，作为表演嘉宾出席第仁川亚洲运动会开幕式；20日，主演张力尹第四张单曲《我一个人》的MV；10月10日，参加韩国SBS电视台户外探险真人秀节目《金炳万的丛林法则》；31日，参与制作并演唱周觅的首张SOLO专辑主打歌《挽回》和《Love Tonight》的中文版RAP，并出演其MV；12月26日，在KBS歌谣大战的特别舞台上表演中华武术。

2015年1月24日，黄子韬担任浙江卫视明星夫妻真人秀节目《一路上有你第一季》的嘉宾，现场演唱歌曲《安静》；2月2日，参加MBC综艺节目《偶像运动会》篮球比赛的录制，在录制过程中由于激烈碰撞摔伤导致脚踝韧带撕裂，但黄子韬仍坚持继续上场完成决赛，并最终获得银牌；3月30日，随组合发行第二张正规专辑《EXODUS》，该专辑共收录了10首歌曲，黄子韬带伤录制MV，并带伤参加电视台打歌，导致伤情加重；4月22日，黄子韬父亲通过微博宣布与韩国SM公司的合约不再继续；5月2日，在北京举行首场生日会，这是黄子韬回国后的首次公开亮相；8日，前往美国治疗脚伤并进修学习；6月11日，黄子韬Z.TAO工作室正式成立；7月20日，黄子韬发行首张个人数字专辑《T.A.O》，该专辑一经发行便刷新内地数字音乐专辑首日销售最高记录；8月8日，黄子韬凭借歌曲《Yesterday》获得CCTV全球中文音乐榜上榜周冠军；9日，出演CCTV励志挑战节目《挑战不可能》，担任挑战大使；12日，发行单曲 《M.O.M》，该歌曲由黄子韬作词作曲，将自己对妈妈所有的爱都写进歌里；15日，凭借歌曲《Yesterday》再次获得CCTV全球中文音乐榜上榜周冠军；19日，发行第二张数字专辑《Z.TAO》，该专辑共收录了风格不同的四首歌曲；23日，在北京举行首场个人Mini公益演唱会 ；20日，担任江苏卫视综艺节目《真心英雄》的节目嘉宾；9月4日，出席中央电视台晚会《开学第一课》担任开场嘉宾并表演武术。

2016年5月1日，黄子韬在南京举办“THE ROAD”演唱会 ；同月，前往青海录制综艺节目《心路》；6月7日，发行电影《夏天19岁的肖像》主题曲《十九岁》；8日，发行首张单曲专辑《Adore》，该专辑一经发行便获白金唱片的认证；11日，黄子韬携《夏天19岁的肖像》、《铁道飞虎》、《游戏规则》三部电影出席2016年上海国际电影节；同日，作为固定嘉宾出演安徽卫视实境生存记录节目《我们的法则》；18日，黄子韬受邀前往米兰参加2017年男装周；21日，凭借单曲《Underground King》获得CCTV全球中文音乐榜上榜的周冠军；6月24日，黄子韬出席第16届中国电影华表奖暨中国电影新力量推介盛典；8月22日，黄子韬首张正规专辑《The Road》预售开启，该专辑共收录18首作品，在中国内地限量发行8888张，开售一分钟销售额破50万；10月21日，加盟湖南卫视国防教育节目《真正男子汉第二季》；11月26日，黄子韬获百度娱乐年度人物奖。12月10日，黄子韬出席腾讯星光大赏并获得年度大势男歌手；23日，与成龙合作主演的喜剧电影《铁道飞虎》上映，黄子韬在片中饰演叽叽喳喳的小裁缝大海。

2017年1月2日，发行原创单曲《New day》；1月16日，出席2016微博之夜并获得“2016微博年度人气歌手”；1月20日参与录制的《王牌对王牌》第二季第1期播出；1月22日出席与何润东合作主演的民国动作电影《游戏规则》首映礼，2月10日，《游戏规则》首映，在片中饰演上海滩青帮唐鹤轩的养子方杰；3月4日，担任《2017快乐男声》代言人；4月6日黄子韬PROMISE世界巡回演唱会北京发布会；4月9日，黄子韬受邀出席第十七届音乐风云榜年度盛典，担任其年度盛典推广大使并获得年度最佳全能艺人的奖项；4月21日原创单曲《PROMISE》首发上线；4月23日，以青年演员代表、电影新人身份出席第八届中国电影导演协会2016年度奖；4月27日，出席GMIC X 非凡盛典并获得年度原创音乐人物荣誉；4月30日PROMISE世界巡回演唱会北京站首轮首场在北京工人体育馆举办；5月5日，发行原创单曲《Collateral Love》；5月6日PROMISE世界巡回演唱会南京站首轮第二场举办；5月10日参加电影《夏天十九岁肖像》全国第一站广州路演，5月11日参加电影《夏天十九岁肖像》全国第二站无锡路演，5月12日参加电影《夏天十九岁肖像》全国第三站长沙了路演，5月13日参加电影《夏天十九岁肖像》全国路演成都站，5月14日参加电影《夏天十九岁肖像》全国路演武汉站；5月21日PROMISE世界巡回演唱会台湾站首轮第三场举办；5月23日参加电影《夏天十九岁肖像》首映发布会；5月24日原创单曲《揭穿》全球电台首播；5月26日原创单曲《揭穿》正式版首发上线；5月27日，主演的青春悬疑爱情电影《夏天19岁的肖像》上映，黄子韬在片中饰演阳光帅气，球技高超的康乔一角；同日PROMISE世界巡回演唱会澳门站首轮收官站；6月22日受品牌邀请参加巴黎时装周；6月30日，原创单曲《还来得及》同时作为电影《鲛珠传》宣传曲发行；7月8日参与录制湖南卫视《快乐大本营》播出；7月10日，出席香港杜莎夫人蜡像馆时尚展区揭幕仪式；7月13日《还来得及》MV首发上线；8月25日作为《快乐男声》代言人录制的决赛播出；9月11日单曲《想成为你》同时作为成龙电影《英伦对决》宣传曲首发上线；9月12日黄子韬首部成长轨迹作品集《迭代2.4》全网预售；9月28日，由黄子韬主演的魔幻剧《大话西游之爱你一万年》开播，在剧中饰演至尊宝一角，该剧播放量在收官前便突破54亿。同年，主演电视剧《艳势番之新青年》，在剧中饰演男主角崇利明。9月29日电音EP《还来得及REMIXES》首发上线；10月13日出任第四届丝绸之路国际电影节青年大使，被授予“青年电影代表”称号；12月25日，加盟优酷《这！就是街舞》，担任明星队长；12月31日参加东方卫视跨年晚会。

2018年1月19日，全新原创单曲《Beggar》正式上线；1月31日《Beggar》MV全网上线，MV由执导过变形金刚广告片的TylerRumph导演打造，打造出电影级质感 ；2月4日，由黄子韬主演的都市情感剧《谈判官》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，在剧中饰演个性桀骜不驯的家族集团继承人谢晓飞，该剧全国网收视率25次夺冠，连续28天网播第一；2月24日作为队长录制的综艺《这！就是街舞》开播；2月28日受邀出席巴黎时装周；3月2日，原创单曲《HATER》发布上线；4月19日，最新《Beggar》Remix单曲上线，作为EDCChina2018宣传片主题曲，由知名制作人DarylK编曲；4月21日，在腾讯视频选秀节目《创造101》中担任女团发起人；4月30日，黄子韬2018"ISGOOD"巡回演唱会上海站；5月2日，全球首尊蜡像将入驻香港杜莎夫人蜡像馆时尚专区；5月5日，黄子韬2018"ISGOOD"巡回演唱会福州站；5月25日，全新原创单曲《误会（Misunderstand）》发布上线；6月7日，受邀出席纽约男装周；7月21日黄子韬2018"ISGOOD"巡回演唱会武汉站；7月27日黄子韬作曲并演唱的全新单曲《默默》上线，同时作为游戏《神武3》主题曲；7月28日，黄子韬2018"ISGOOD"巡回演唱会武汉站；8月4日，黄子韬2018"ISGOOD"巡回演唱会深圳站；9月5日，搭档张雪迎主演的年代热血青春剧《租界少年热血档案》开机，在剧中饰演吴乾；9月13日黄子韬助阵《潮音战纪》总决赛播出；9月14日ZTAO，Diplo&M∅合作全新单曲-《StayOpen》发布上线；9月25日《ZTAO，Diplo&M∅-StayOpen》概念版MV上线；10月15日全新原创单曲《KOC》发布上线；12月30日参与录制的《快乐大本营》播出；12月31日全新原创单曲《分手不分离》发布上线，当晚出席东方卫视跨年晚会；

2019年2月18日，全新原创单曲《单身》发布上线；3月25日，主演的《夜空中最闪亮的星》播出，在剧中饰演超人气偶像歌手郑柏旭；3月28日，原创单曲《好不好》正式上线，同时也是电视剧《夜空中最闪亮的星》片尾曲；4月27日，出席第23届全球华语榜中榜暨亚洲影响力大典并斩获“亚洲影响力最佳男歌手”和“榜中榜全能艺人”两项大奖；5月9日，出席2019爱奇艺世界大会ijoy悦享会；5月10日，出席百度联盟生态合作伙伴大会，担任百度公益大使；5月20日，与GAI首度合作的全新单曲《不劳不获》发布上线；5月29日，发布原创单曲《你也会像我一样》；6月12日，全新EP专辑《music is BLUE》正式发布上线，专辑中包含《错》和《AI》两首单曲；6月15日，黄子韬2019 IS BLUE演唱会在上海举办；7月27日，出席由芒果TV举办的“青春芒果夜”；7月30日，《AI》MV全网上线；9月30日，参加庆祝中华人民共和国成立70周年大型文艺晚会《奋斗吧 中华儿女》；10月22日，搭档张雪迎主演的年代热血青春剧《热血少年》开播，在剧中饰演吴乾。