2012年3月9日，朴灿烈随EXO发行第二首序曲《History》  ；3月31日，随组合EXO举行出道发布会  ；4月8日，随EXO发行首张迷你专辑《MAMA》，并以EXO的子团体EXO-K主Rapper身份正式出道，专辑发行一个月后售出7万张  ；同日，随EXO-K于音乐节目《人气歌谣》公开出道舞台  ；4月26日，出演TaeTiSeo《Twinkle》的MV  。

2013年6月3日，朴灿烈随组合发行首张专辑《XOXO (Kiss & Hug)》，主打曲为《狼与美女》，专辑预售量超过30万张  ，专辑发行后在美国Billboard世界专辑排行榜中排行第一位  ，专辑总销量超过53万张  ；8月5日，随组合发行首张专辑的Repackage版专辑，主打曲为《咆哮》，专辑发行后在Hanteo排行榜上连续三周占据榜首  ，专辑总销量超过47万张，两个版本的专辑销量加起来超过100万，是韩国乐坛自2001年后出现的首张百万张销量唱片  ；10月，出演K.WILL《为何如此俗气》的MV  ；11月，出演首个团体综艺节目《EXO’s Showtime》，节目在十代女性收视层中以平均5%的收视率成为同时段收视一位  ；12月9日，随组合发行首张冬季特别专辑《12月的奇迹》，专辑预售量超过40万张  ；同月，出演野外生存节目《丛林的法则》密克罗西尼亚冒险之旅  ；12月29日，随组合参与演唱SBS歌谣大战Friendship Project单曲《You Are A Miracle》  。

2014年4月，朴灿烈随组合EXO出演团体综艺节目《火热的瞬间XOXO EXO》  ；5月，出演生活综艺节目《Roommate》  ；5月7日，随EXO发行第二张迷你专辑《上瘾》，专辑预售量超过37万张  ，专辑发行后，连续两周蝉联韩国唱片销量冠军  ，主打曲MV被评为5月在美国及全球观看次数最多的K-POP MV  ；7月14日，与Henry合作演唱《Bad Girl》  ；8月，随组合EXO出演团体综艺节目《EXO 90:2014》  ；9月，结束拍摄生活记录综艺节目《Roommate》  ；10月31日，演唱周觅《Rewind》的Rap部分  ；12月31日，与边伯贤、L于MBC《歌谣大祭典》合作表演7080年代的代表歌曲  。

2015年3月27日，朴灿烈随组合EXO发行第二张正规专辑的主打曲《CALL ME BABY》；3月30日，随组合EXO发行第二张正规专辑《EXODUS》，专辑预售量达到50万张  ，专辑发行后在日本、泰国等11个国家和地区的iTunes专辑排行榜上位列第一  ，专辑发行两天后销量达到45万张  ，在美国发行一周后销量超过6000张，成为周贩卖量最高的K-POP专辑  ，该专辑总销量超过73万张  ，主打曲也在多个音乐节目中获得18个一位  ；4月，出演个人首部电影《长寿商会》，饰演长寿超市老板女儿敏贞的男朋友“珉盛”  ，他凭此片在第51届百想艺术大赏中入围“男演员人气奖”  ；同月，与文佳煐、D.O.、边伯贤、吴世勋合作主演爱情网络剧《我邻居是EXO》，在剧中饰演有着修长身材、发光的外貌和出众的音乐才华的大明星“朴灿烈”  ，该剧总点击量超过5000万  ，也是韩国首部点击量破千万的网络剧  ，凭该剧在第8届韩国电视剧节中获得男子新人奖和韩流明星奖  ；同月，出演恋爱综艺节目《我独自恋爱中》  ；5月27日，与边伯贤参与演唱韩国光复70周年纪念曲《我们相遇的日子》  ；6月3日，随组合EXO发行第二张正规专辑的Repackage版专辑《LOVE ME RIGHT》，他参与了收录曲《Promise》的作词，专辑销量超过37万张，两个版本的专辑销量加起来超过112万，连续两张正规专辑突破百万销量  ；7月，为广播节目《李国珠的Young Street》创作Logo Song  ；8月，出演视频综艺节目《18秒》  ；同月，出演野外生存节目《丛林的法则》文莱篇  ，并为该节目创作并演唱OST《Last Hunter》  ；11月4日，随组合EXO发行首张日语单曲专辑《Love Me Right ~romantic universe~》并正式在日本出道，专辑首周销量超过14.7万张，在公信榜单曲榜上获得冠军，也打破了韩国艺人在日本首周单曲销售成绩纪录  ；11月6日，与Heize合作演唱饶舌生存节目《Unpretty Rapstar 2》准决赛歌曲《不要赚钱》  ；11月11日，随组合EXO发行科幻电影《星球大战：原力觉醒》的宣传曲《LIGHTSABER》  ；12月10日，随组合EXO发行第二张冬季特别专辑《Sing For You》，主打曲为《Sing For You》和《Unfair》，该专辑登上Gaon、Hanteo、Synnara等唱片榜单的月排行首位  。

2016年4月19日，朴灿烈与艺声合作演唱《任何话也》  ；6月9日，随组合EXO发行第三张正规专辑《EX’ACT》，主打曲为《Lucky One》和《Monster》，专辑预售量超过66万张  ，专辑中文版在中国发行1小时后，销量超过10万张  ，专辑总销量超过76万  ，主打曲MV发布3天后点击率超过一千万，刷新男团MV最快破1000万点击率的记录  ；6月，与袁姗姗合作主演中韩合拍喜剧爱情片《所以……和黑粉结婚了》，在片中饰演韩流顶级明星“后准”一角  ，并与袁姗姗合唱该片的主题曲《我讨厌你》  ；7月20日，与SuHo、边伯贤合作演唱SBS POWER FM 20周年的Logo Song  。

2017年1月18日，朴灿烈与郑敬淏、白珍熙合作主演的MBC悬疑剧《Missing9》播出，在剧中饰演拥有帅气外表和音乐才华的歌手“李烈”一角  ；6月10日，作为嘉宾出席K-POP舞蹈大赛决赛  ；7月18日，随组合EXO发行正规四辑《THE WAR》  ；9月5日，随组合EXO发行正规四辑后续专辑《THE POWER OF MUSIC》  ；12月21日，随组合EXO发行第四张冬日特别专辑《Universe》  。

2018年1月，朴灿烈随组合EXO获得32届韩国金唱片大赏PGA全球人气奖、专辑部门本奖  ；1月31日，随组合EXO发行第一张日本正规专辑《COUNTDOWN》，成为首个在首周发行首张日本专辑和首个日本单曲都席卷Oricon周榜1位的海外组合  ；11月2日，随组合EXO发行第五张正规专辑《Don't Mess Up My Tempo》  ；12月1日，与玄彬、朴信惠合作主演的tvN游戏题材奇幻爱情剧《阿尔罕布拉宫的回忆》首播，在剧中饰演女主的弟弟、缺乏社会性的18岁天才AR游戏开发者“郑世珠”一角  ；12月14日，随组合EXO发行正规五辑后续专辑《Love Shot》  ；

2019年6月28日，朴灿烈与同组合成员吴世勋组成EXO小分队EXO-SC，“SC”为成员吴世勋和朴灿烈两人姓名拼音的第一个字母  ；7月13日，随组合EXO-SC出演MBC综艺节目《我的小电视V2》  ；7月19-21、26-28日在首尔奥林匹克公园KSPO DOME举办第五次单独演唱会《EXO PLANET #5 - EXplOration》  ；7月22日，随小分队EXO-SC发行首张迷你专辑《What a life》  ，并在首尔麻浦区MUV HALL举办发行纪念SHOWCASE  ，该专辑荣登法国、瑞典、芬兰、巴西、阿根廷、印度、巴林、文莱、柬埔寨、匈牙利等全世界46个国家和地区在内的iTunes综合专辑榜单第一名  ；8月20日，随组合EXO-SC在KBS音乐节目《音乐银行》中凭借《What a life》获得第一名  ；10月15日，朴灿烈随组合EXO发行日文单曲《BIRD》  ；11月27日，随组合EXO发行第六张正规专辑《OBSESSION》  。

2020年1月5日，朴灿烈随组合EXO-SC在第34届金唱片奖凭借《What a life》获得专辑部门本赏  ，8月，主演电影《The Box》  。