20世纪90年代初，金城武在经纪公司的安排下师从歌手陈升，学习音乐相关知识并开始尝试自己作词作曲。1991年，出演改编自汪笨湖同名小说的本土剧《草地状元》，在剧中饰演心地善良的陈乃建，这是他的首部电视剧作品 。1992年9月，推出首张个人音乐专辑《分手的夜里》，收录了包括《夏天的代志》、《潇洒的走开》等在内的10首歌曲，从而正式进入演艺圈 。
1993年，金城武转向影视圈发展，与杨紫琼、梅艳芳、张曼玉共同出演了科幻动作电影《现代豪侠传》，在片中饰演外貌俊美、心底善良的长空，这是他的首部电影作品 ；6月，推出第2张个人音乐专辑《只要你和我》，收录了包括《因为爱你》、《回头看你》等在内的10首歌曲 ；同年，在中国香港举办了一场“因为爱你见面礼”个人演唱会；此外，他还获得了第16届香港十大中文金曲颁奖礼最有前途新人奖银奖、香港新城电台劲爆国语歌手奖。
1994年1月，推出首张个人精选辑《可依靠的好朋友》 ；2月，推出第3张个人音乐专辑《温柔超人》，收录了包括《是不是要把天气记载下来》、《天空灰灰的》等在内的10首歌曲 ；7月14日，与林青霞、梁朝伟、王菲合作主演的都市电影《重庆森林》上映，在片中饰演编号为223的警察何志武，这是他首次与导演王家卫合作，他也凭借该片迎来了事业的转折点，并为他带来到日本发展的机会 ；9月8日，与袁咏仪、单立文、邵美琪合作主演的恐怖电影《沉默的姑娘》上映，在片中饰演有心理医生古柏奇 ；11月10日，与钟丽缇、郑伊健、麦家琪联袂主演的奇幻爱情喜剧电影《人鱼传说》上映，在片中饰演琪琪的男朋友金麦基（Kenji）；12月，推出第4张个人音乐专辑《失约》，收录了包括《回头可否再相爱》、《孤独里等》等在内的10首歌曲，这也是他的首张粤语专辑 ；与此同时，他还发行了第5张个人音乐专辑《标准情人》 ；此外，他还与林志颖、任贤齐、庹宗华联合主演了军旅喜剧电影《报告班长3》，在片中饰演绰号“疤铁头”的金铁生。
1995年1月28日，与释小龙、郝邵文联合主演的动作喜剧电影《中国龙》上映，在片中饰演被阿燕的美貌所吸引的阿姆；2月17日，其主演的动作喜剧电影《摩登笑探》上映；同年，与郭蔼明、郑伊健合作主演爱情短片《富士彩色显人生》；4月1日，与郝邵文、朱茵、吴孟达联袂主演的喜剧电影《蜡笔小小生》（又名《臭屁王》）上映，在片中饰演胆小怕事的高中生阿武，后被催眠回到前世变成李小龙 ；4月27日，与林志颖、林心如领衔主演的校园青春电影《学校霸王》上映，在片中饰演外号“老鹰”的戴冠英；6月，推出第6张个人音乐专辑《给我心爱的人》，收录了包括《留恋》、《阳光情人》等在内的10首歌曲，这也是他的第2张粤语专辑 ；9月21日，与黎明、李嘉欣、莫文蔚合作主演的剧情电影《堕落天使》上映，在片中饰演“堕落天使NO.3"He Zhiwu ；10月，推出第7张个人音乐专辑《偷偷的醉》，收录了包括《别再背着我哭》、《爱在夏天燃烧》等在内的10首歌曲 ；11月1日，其主演的动作电影《逃学战警》（又名《新扎师兄追女仔》）上映，在片中饰演香港皇家警察金英俊 ；同年，与宫泽理惠、酒井美纪合作主演奇幻爱情剧《圣诞夜的奇迹》 ；12月23日，其主演的喜剧电影《四个不平凡的少年》上映。1996年，推出第2张个人精选辑《精选集memories》 ；其后，与苏有朋、罗百吉、朱茵合作主演爱情喜剧电影《泡妞专家》（又名《重庆爱情感觉》），在片中饰演阿音同父异母的哥哥西门庆；3月14日，与李连杰、关之琳、杨采妮合作主演的奇幻冒险动作电影《冒险王》上映，在片中饰演周时杰的得力助手阿城 ；同年，登上日本男性时尚服装杂志《MENSNON-NO》的封面 ；10月，推出第8张个人音乐专辑《多苦都愿意》，收录了包括《我爱的她有你的影子》、《爱得这么多》等在内的10首歌曲 ；10月18日，与陈慧琳搭档主演的爱情电影《天涯海角》上映，在片中饰演男主角那口虫 ，并与陈慧琳合唱了插曲《何处觅蓬莱》 。
1997年1月30日，其主演的动作电影《火烧岛之横行霸道》上映，在片中饰演除暴组干员杨重；5月3日，与天海祐希、丰川悦司合作主演的爱情电影《迷离花劫》（又名《迷雾》、《新罗生门》）上映，在片中饰演名门之子若侍武宏 ；6月17日，与元彪、宣萱领衔主演的动作电影《马永贞》上映，在片中饰演离开家乡闯荡上海滩的男主角马永贞；7月，出版首本个人写真集《made in HEAVEN》；8月9日，与陈小春、杨采妮、王合喜合作主演的动作电影《神偷谍影》上映，在片中饰演高科技商业间谍组织的神射手Jackal ；12月23日，与葛民辉、莫文蔚、李维维合作主演的剧情电影《初缠恋后的二人世界》上映 。
1998年1月20日，与米拉·索维诺搭档主演的奇幻电影《死神通告》（又名《我的爱人，你的死神》）上映，在片中饰演男主角研二 ；1月31日，其主演的犯罪电影《两个只能活一个》首映，在片中担纲男主角，饰演生活潦倒的穷鬼阿武 ；4月，与木村拓哉、反町隆史、竹野内丰被日本杂志《报知体育》杂志评选为“最受注目男星” ；4月4日，与郭富城、陈慧琳、张学友合作主演的爱情喜剧电影《安娜玛德莲娜》上映，在片中饰演有点木讷的调琴师陈家富 ；此后，金城武在日本接下了包括航空公司、手机、网站、汽车等多个类型的广告代言 ；5月，出版第2本个人写真集《金城武写真集 RYU★KENICH》；6月，推出第3张个人精选辑《金城武的精选歌集》 ；6月27日，与山本未来、椎名桔平、郎雄、曾志伟联合主演的剧情电影《不夜城》上映，在片中担纲男主角，饰演中日混血的黑道分子刘健一 ，他则凭借该片入围第41届日本电影蓝丝带奖最佳男主角奖；同年，金城武将演艺重心转移至日本影视界；7月7日，其主演的爱情剧《神啊，请给我多一点时间》首播，在剧中饰演身为音乐制作人的男主角石川启吾，他则凭借该剧获得第18届日剧学院赏最佳男主角奖 。
1999年9月，出版第3本个人写真集《君のいた永远(とき》；9月23日，与梁咏琪、莫文蔚合作主演的爱情电影《心动》上映，在片中饰演热爱音乐的男主角林浩君 ；同年，获得日本电影电视制作人协会奖特别奖。
2000年，与中山美穗合作主演爱情剧《两千年之恋》，在剧中饰演身为特务的男主角野上（尤利·马洛耶夫） ；4月8日，其主演的犯罪喜剧电影《太空游侠》上映，在片中饰演打劫银行的匪徒，这是他首次以喜剧方式演绎 ；同年，金城武接受日本电视台邀约，前往南极大陆进行了11天的探险之旅，于2001年在日本NHK电视台首播纪录片《金城武的南极探险》，并在2003年出版了DVD ；10月，被评选为“千禧十大偶像”票选活动十大偶像 ；12月22日，与陈慧琳、陈奕迅合作主演的奇幻爱情电影《薰衣草》上映，在片中饰演堕落凡间的天使 。2001年，为PS2游戏《鬼武者》中的男主角明智左马介配音 。
2002年，主演现代喜剧《黄金保龄球》，在剧中担纲男主角，饰演在东京证券交易所上班且爱好打保龄球的芥川周 ，他则凭借该剧入围第33届日剧学院赏最佳男主角奖；8月，出版第4本个人写真集《金城武写真集 Returner MIYAMOTO》；8月31日，与铃木杏、树木希林、岸谷五朗合作主演的动作电影《回归者》（又名《武者归来》）上映，在片中饰演外表冷酷、从事回归者工作的男主角宫本 ；同年，导演张艺谋在剧本创作阶段找到金城武，邀请他出演电影《十面埋伏》 ；10月，获得第2届莱卡风尚颁奖大典最佳男艺人奖 。
2003年，为PS2游戏《鬼武者3》中的男主角明智左马介配音 ；9月11日，与梁咏琪领衔主演的爱情电影《向左走，向右走》上映，在片中饰演长相帅气、眼神忧郁的小提琴家刘智康 ；10月，入围第3届莱卡风尚颁奖大典风尚男演员奖 。
2004年，为PS2游戏《鬼武者 无赖伝》中的男主角明智左马介配音；7月16日，与刘德华、章子怡领衔主演的古装武侠电影《十面埋伏》上映，在片中饰演英俊非凡、迷人倜傥的男主角金捕头 ；9月，出版第5本个人写真集《LOVERS PHOTO BOOK》；10月，入围第4届莱卡风尚颁奖大典风尚演员奖 。
2005年，获得《VOUGE》杂志发起的“票选最性感与最桃花的男艺人”冠军 ；12月1日，与周迅、张学友、池珍熙联袂主演的歌舞电影《如果·爱》上映，在片中饰演去北京追寻梦想的男主角林见东 ，并参与演唱了《忘了我是谁》、《美丽故事》等3首电影OST，这也是他首次在大荧幕上献声演唱歌曲 。
2006年，凭借电影《如果·爱》入围第8届中国长春电影节最佳男主角奖；11月，他与周迅合唱的歌曲《十字街头》获得第43届台湾电影金马奖最佳原创电影歌曲奖 ；12月21日，与由梁朝伟、徐静蕾、舒淇联合主演的犯罪惊悚电影《伤城》上映，在片中饰演智勇兼备、耐性及耐力惊人的行动组头号人才丘建邦，这是他继电影《重庆森林》12年后再度与梁朝伟合作 。
2007年，入围粤港十年网娱盛典最in着装奖 ；12月12日，与李连杰、刘德华联袂主演的清装动作电影《投名状》上映，在片中饰演性格刚烈、耿直的三弟姜午阳 ，该片在亚洲各地票房累计超过3亿元，成为了2007年度华语片全球票房冠军 ，而他个人则凭借该片入围第9届中国长春电影节最佳男配角奖 。
2008年3月，出版第6本个人写真集《金城武写真集 Chiba Takeshi Kaneshiro》；3月22日，与小西真奈美、富司纯子、光石研合作主演的奇幻电影《死神的精度》上映，在片中担纲男主角，饰演喜欢听音乐的“死神”千叶，这是他继电影《回归者》时隔6年后再度参演的日本电影 ；7月10日，与梁朝伟、张震、林志玲合作主演的古装战争电影《赤壁（上）》上映，在片中饰演足智多谋的一代军师诸葛亮 ，该片成为华语片史上第一部票房破3亿元的影片 ；12月20日，与松隆子、仲村亨、本乡奏多合作主演的动作电影《变相黑侠》上映，在片中担纲男主角，饰演艺高胆大的马戏团员远藤平吉 。
2009年1月7日，其主演的古装战争电影《赤壁（下）》上映 ，该片上映5天票房便突破了1亿元 ，最终以3.7亿元人民币的票房成绩收官 。2011年5月16日，与甄子丹、汤唯联袂主演的古装武侠电影《武侠》首映，在片中饰演"爱科学"的"武痴"、做捕快之余还肩负着"法医"职责的徐百九 。2013年6月，赴巴黎拍摄了某广告 。
2014年12月2日，与章子怡、黄晓明、宋慧乔、佟大为联袂主演的剧情电影《太平轮（上）》上映，在片中饰演性格严谨、沉默隐忍的日军军医严泽坤 。2015年7月30日，其主演的剧情电影《太平轮·彼岸》（又名《太平轮（下）》）上映 。
2016年12月23日，与梁朝伟、陈奕迅、杨颖合作主演的爱情喜剧电影《摆渡人》上映，在片中饰演酒吧老板陈末的合伙人、“金牌摆渡人”管春 ，他则凭借该片入围第54届台湾电影金马奖最佳男主角奖，这也是他出道28年来首度入围金马奖最佳男主角奖 。
2017年4月27日，与周冬雨领衔主演的爱情电影《喜欢你》上映，在片中担纲男主角，饰演刻薄挑剔且自大、有严重洁癖的掌管跨国经济体的总裁路晋 ，他则凭借该片获得第2届金色银幕奖最佳男主角奖 ；同年，与梁家辉、刘青云、古天乐合作主演警匪犯罪电影《风林火山》 。
2019年，担任PC游戏《鬼武者 高清移植版》的配音工作，为男主角明智左马介配音 ；3月，赴泰国拍摄了某茶品广告 ；同年，入选TCCAsia亚太区最帅100张面孔榜单。
