演艺经历
2007年，与罗德元、李晨、郑罗茜合作主演剧情电影《地下的天空》，在片中饰演矿工丁井生，从而正式进入演艺圈；同年，参加北京电视台《红楼梦中人》演员选秀活动，获得宝玉组五强，并进入李少红版《红楼梦》的剧组。
2008年，出演李少红执导的古装情感剧《红楼梦》，在剧中饰演邢岫烟的丈夫、薛宝琴的哥哥薛蝌。
2009年，出演刘烨、高圆圆、李小冉主演的爱情电影《无人驾驶》，在片中饰演总是开车带着不同女人的代驾男孩里加；随后，签约北京千易时代文化传媒有限公司，成为旗下签约艺人；同年，与郑宇成、高圆圆、谭维维合作主演都市情感电影《成都，我爱你》。
2010年，与陈乔恩、黄晓明、曾志伟合作主演青春校园爱情电影《激浪青春》，在片中饰演阳光帅气且有些叛逆的大学龙舟队主力赵家丰；同年，出演刘烨、陈坤、张嘉译主演的革命电影《建党伟业》，在片中饰演中国共产党早期领导人刘仁静。
2011年，与杜雨露、孙兴、周扬合作主演谍战剧《黎明前的暗战》，在剧中饰演代号“坚冰”的地下党员肖天济；同年，主演姜凯阳执导的都市情感剧《你是我的幸福》，在剧中饰演男主角严芒的小儿子严小磊，与李建义饰演一对父子；此外，他还获得了“春季电视剧互联网盛典”最佳男新人奖。
2012年，与苏青、朱刚日尧、李璟合作主演革命剧《铁血男儿夏明翰》，在剧中饰演学生组织“砂子会”成员孙越泽；7月6日，其主演的惊悚悬疑电影《青魇》上映，而他在片中则饰演由于20前的心理阴影而夜不能寐且长期失眠的男主角郝冬。
2013年，出演关心、刘迦密执导的微电影《安大略合约》，在片中饰演留学归国的男主角潘小帅；7月27日，其主演的都市情感励志剧《棋逢对手》在河北卫视、厦门卫视首播，而他在剧中则饰演了性格放荡不羁、爱骑哈雷摩托车游走各处的男主角郑墨，并为该剧演唱了主题曲《不要了》；同年，与周迅、朱亚文、秦海璐合作主演年代传奇剧《红高粱》，在剧中饰演女主角九儿青梅竹马的初恋张俊杰 。
2014年10月1日，其主演的剧情电影《黄金时代》上映，而他在片中则饰演了民国作家骆宾基；10月17日，其主演的剧情电影《蓝色骨头》上映；11月28日，其主演的剧情电影《推拿》上映，而他在片中则饰演了推拿中心的盲人推拿师小马，这是他首次在影视作品尝试盲人的角色；12月，获得“国剧盛典”年度飞跃男演员奖 。
2015年，作为野生动物实习饲养员参加了湖南卫视原创动物真人秀节目《奇妙的朋友》的录制；6月，担任“上海国际电影节”亚洲新人奖的评委；7月，入围第17届华鼎奖中国百强电视剧最佳男配角奖、中国百强电视剧最佳新锐奖；9月，成为男性时尚杂志《智族GQ》金九刊暨六周年刊的封面人物；9月16日，获得“GQ年度盛典”年度突破艺人奖；8月20日，其主演的爱情电影《恋爱中的城市》上映，而他在片中则饰演了第三单元“巴黎篇”的男主角刘畅；同年，与孙俪、方中信、黄轩、高云翔合作主演古装传奇剧《芈月传》，在剧中一人分饰二角，分别饰演了芈月的初恋情人春申君黄歇、芈月的男宠魏丑夫，该剧在全网的总播放量突破了200亿；此外，他还获得了“第10届华语青年影像论坛”新锐男演员奖。
2016年2月13日，其主演的古装传奇剧《女医·明妃传》在江苏卫视、东方卫视播出，而他在剧中则饰演了明朝第七位皇帝明代宗朱祁钰 ；3月21日，其主演的民国探案喜剧《猎人》在北京卫视播出，而他在剧中则饰演了为了破案什么都敢做的男主角耶律麒；5月24日，其主演的职场情感剧《亲爱的翻译官》，而他在剧中则饰演了冷静干练、又带点忧郁气质的男主角程家阳，这也是他首次在影视作品尝试翻译官的角色 ，该剧不仅获得了全国电视剧年度收视冠军，而且平均收视率也都破2；6月25日，受邀出席“巴黎时装周-Dior Homme2017年春夏时装秀”；10月30日，凭借电视剧《女医·明妃传》获得“第三届文荣奖”最佳男主角奖；12月16日，其主演的奇幻动作电影《长城》上映；此外，他还获得了“2017爱奇艺尖叫之夜”年度最佳电视剧演员奖 。
2017年1月，获得“国剧盛典”年度实力演员奖；3月2日，获得“中国电视剧品质盛典”年度最受喜爱的品质剧星奖；3月31日，其主演的警匪动作电影《非凡任务》上映，而他在片中则饰演了缉毒警察林凯，该片在上映第五天票房便突破了一亿元人民币；6月18日，获得“微博电影之夜”微博突破表现演员奖；6月22日，凭借电影《非凡任务》获得“第20届上海国际电影节-成龙动作电影周”最佳动作新人奖 ；11月22日，获得第14届MAHB年度先生盛典年度最受欢迎艺人奖；12月8日，获得“商业星力量巅峰人物年度盛典”年度吸引力明星奖 ；12月15日，黄轩主演冯小刚导演的电影《芳华》上映两周票房突破十亿人民币，他在片中饰演文工团“活雷锋刘峰，他则凭借该片获得第9届中国电影导演协会年度男演员奖的提名；12月22日，其主演的古装电影《妖猫传》上映，在片中饰演性格桀骜不羁的诗人白乐天，该片最终累计票房突破五亿人民币。
2018年9月，获得第6届“十大华语电影”年度男演员奖；10月11日，黄轩出席了百度为其“私人订制”的2018百度娱乐人物黄轩专场颁奖礼活动，并获颁百度娱乐年度人物奖；10月12日，与Angelababy领衔主演的都市情感创业剧《创业时代》首播，在剧中饰演从万千创业者中脱颖而出的男主角郭鑫年，该剧上线19日网播量累计突破30亿 。

社会活动
2014年7月28日，黄轩作为加拿大安大略旅游形象推广大使，同安大略旅游局进行换物活动，以此支持公益项目“微光计划”，而“微光计划”则是由设计师吉承发起，旨在帮助失声、弱视等小伙伴完成学业，成就他们的艺术梦想 。
2016年5月27日，与周迅一同现身南京one night公益机构，共同关注重症孤儿的生存现状；5月31日，被聘为全国控烟宣传形象大使，并号召青少年远离烟草。
2017年8月4日，作为野生救援蔬食项目公益大使出席“蔬食，我的新挑食主义”发布会，并倡导公众选择低碳健康的蔬食、减少温室气体排放，为自己的健康和改善环境做出努力。2018年10月17日，出席电影频道节目中心主办的公益项目“脱贫攻坚战-星光行动”启动仪式；10月31日，出席由甘肃省文化和旅游厅主办的“丰收了·游甘肃”新闻发布会，并获颁甘肃旅游形象大使证书 。

参演电影
2019《她杀》
2017《妖猫传》、《芳华》、《非凡任务》
2016《长城》
2015《恋爱中的城市》、《冒牌三勇士》
2014《推拿》、《蓝色骨头》、《黄金时代》、《v激浪青春》
2012《青魇》、《第一次》、《饮食男女2：好近又好远、《白相》
2011《建党伟业》
2010《无人驾驶》
2009《成都，我爱你》
2008《地下的天空》、《海下尖刀》

参演电视剧
2019《完美关系》
2018《创业时代》
2017《九州·海上牧云记》
2016《亲爱的翻译官》、《猎人》、《女医·明妃传》
2015《芈月传》
2014《红高粱》
2013《女人帮》、棋逢对手》
2012《铁血男儿夏明翰》
2011《你是我的幸福》、黎明前的暗战》
2010《红楼梦》
2008《晒幸福》
2007《真情人生》

音乐作品
单曲
那些花儿 （电影《芳华》宣传曲） 2017-09-06
蜉蝣 （电影《非凡任务》宣传曲） 2017-03-30
奔跑的蜗牛 （电视剧《亲爱的翻译官》片尾曲） 2016-05-24
蠢 （电视剧《猎人》主题曲） 2016-03-21
你有没有听到我 （真人秀《奇妙的朋友》主题曲） 2015-01-24
不要了 （电视剧《棋逢对手》插曲） 2013-07-27

综艺节目
2017-12-22 天天向上 中瑞文化交流
2017-12-21 豆瓣瓣嘴 宣传电影《妖猫传》
2017-09-16 快乐大本营 宣传电影《芳华》
2017-04-07 抱走吧！爱豆 宣传电影《非凡任务》
2017-03-29 金星秀 成长、事业、感情
2017-03-24 王牌对王牌 宣传电影《非凡任务》
2016-05-29 新闻当事人 黄轩 安静的力量
2016-02-20 西游奇遇记 西游团当特殊学生 黄轩倾力助阵
2016-01-14 星月私房话 专访（下）
2016-01-06 星月私房话 专访（上）
2016-01-01 鲁豫有约 黄轩 好戏在路上
2015-12-13 可凡倾听 君子论道气吐幽兰 黄轩专访（下）
2015-12-12 可凡倾听 君子论道气吐幽兰 黄轩专访（上）
2015-07-25 快乐大本营 宣传《恋爱中的城市》
2015-03-07 快乐大本营 四大男神上演争夺战
2015-01-31 快乐大本营 《奇妙的朋友》剧组
2015-01-24 奇妙的朋友