2002年，与曾志伟、徐帆、周海媚合作《其实你不懂我的心》，饰演反一号林超群。

2003年，与丁志诚、刘佳合作央视剧《基因之战》，饰演反一号陆砂。

2004年，与王学圻、陈丽娜主演《雾非雾》，首次担当电视剧男一号，饰演叶海斯。同年，与姜武、牛莉合作主演《爱上夏天爱上她》，饰演吕亦齐。

2005年3月，主演杨阳执导的央视大戏《诺尔曼·白求恩》饰演中方男一号，白求恩的翻译董千秋。5月，与陶泽如、姜宏波共同主演《上海迷雾》，饰演男一号，国民党谍报精英王一川。

2006年，与王奎荣、王馥荔合作《家比天大》，饰演二女婿、刑警队工作的徐志远，与二女儿和四女儿同时上演感情纠葛。

2007年，与马伊琍合作央视剧《美丽无声》，饰演意欲霸占女主角菊儿的恶绅单景成。

2008年4月开始，出演湖南卫视季播剧《丑女无敌》系列（第一部至第三部），饰演李安茜的哥哥、费南度的对手、概念公司的董事，第一反派李安瑞。成功塑造了商场中阴险狠毒，生活中却对妹妹爱护有加的两极化人物 [1]  。凭借该剧首次受到广泛关注。9月，与刘佳、墨阳主演现代谍战剧《密战》，饰演坚毅、执着的国家安全局的刑侦队长刘志军，与国家保密局的武梅（刘佳饰）、公安局的庞剑（墨阳饰）组成打击国外间谍的铁三角团队，与李幼斌、侯耀华等饰演的反派角色进行较量。

2010年8月，与张译、徐翠翠合作《掌门女婿》，饰演事业成功，回头寻找珍贵初恋的耿宏 。11月，与刘佳、童蕾合作主演《婚里婚外那些事》，饰演律师李达仁，与民事庭副审判长童蕾上演情感戏。11月，凭借《密战》获第四届华鼎奖传奇题材类最佳男演员提名。

2011年3月，与《密战》原班人马再次主演《密战》姊妹篇《谍战深海》，饰演海昌专案组成员刘志军，与王志文饰演的海昌间谍组织头目展开生死较量。11月，与夏雨、梅婷、张萌主演《而立之年》，饰演了来自上海普通家庭的80后仇健。情感上裸婚，职场上无背景，演绎了“80后苦逼青年”的真实写照。

2012年8月，与高圆圆、柳岩合作《咱们结婚吧》，饰演海归金融精英李葵。在剧中一出场便展现温柔体贴、彬彬有礼的一面，打造了一个都市温情型男形象。相亲时与高圆圆坦诚相待，对兴趣相投的柳岩产生好感，敢于主动出击、袒露心声，牵手后遭遇挫折却不离不弃直至携手步入婚姻殿堂，演绎了剧中最完美男性。11月，与宋丹丹、梁静合作《美丽的契约》，饰演高琼帅。与梁静相亲时，高琼帅描述自己击剑运动员出身、做演员的经历，其实就是王策本人的真实经历。

2013年1月，与徐百卉、郭家铭合作《我的儿子是奇葩》，饰演大老板张灼，追求徐百卉饰演的重感情胜过金钱的何花。10月，与宋丹丹、朱媛媛合作《幸福请你等等我》，饰演朱媛媛的大学男友宋科。

2014年1月，湖南卫视周播剧《唱战记》饰古胜天，与王耀庆、高明骏共同出演选秀“幕后大佬”。6月，再次与梁静合作出演管虎执导的《我们最美好的十年》，饰演江一波。12月，与任重、万茜、苏岩主演都市情感剧《将婚姻进行到底》，饰演事业有成，家庭稳定却在偶遇旧时同学后迷失自我的销售副总林伟。

2015年2月，参演宋丹丹、倪大红主演的家庭轻喜剧《我的岳父会武术》，饰演大明星范梓豪。5月，与黄圣依、关智斌、马景涛合作主演都市情感剧《好想听你说爱我》，饰演戴万豪。10月，与王耀庆、潘之琳、魏千翔主演都市职场励志剧《职场是个技术活》，饰演集团总裁赵天成。

2016年5月，加盟鹿晗、古力娜扎主演的古装玄幻剧《择天记》，出演妖族之王白帝。10月，与张嘉译、江珊合作主演郑晓龙执导的医疗题材剧《急诊科医生》，饰演大反派辉卫药业高层方志军。12月，搭档宋丹丹出演都市情感剧《亲爱的她们》，饰演暖心潮叔王卫国。

2017年2月，与窦骁、杨烁合作主演都市爱情剧《时间都知道》，饰演易钦东。5月，出演古装权谋大剧《天盛长歌》，饰演前朝将军顾衍。

2018年4月，与陈晓、景甜合作主演都市爱情剧《一场遇见爱情的旅行》，饰演画家楚鸿飞。

2018年10月，与陈学冬、黄婷婷合作主演当代都市剧《小夜曲》，饰演音乐家姜海潮。

2018年10月，与朱丹、宋宁峰、尤勇、海一天等人合作，出演叶大鹰执导的财经类电影《大鳄之门》，饰金融大鳄刘克宁。

2019年1月，与黄景瑜、王丽坤合作主演当代都市剧《三生有幸遇上你》，饰演企业家侯志荣。2019年7月，与杨紫、李现合作主演青春励志言情剧《亲爱的，热爱的》（原名《蜜汁炖鱿鱼》），饰演佟正。