2000年，出演管虎执导的电视电影《上车，走吧》，这是他的第一部影视作品，获得2001年度金鸡奖“最佳电视电影奖”，这一次刺激与鼓励，黄渤报考了北京电影学院。

　　2006年，参演宁浩电影《疯狂的石头》，电影获得包括台湾电影金马奖“最佳原创剧本奖“在内的多个电影大奖，黄渤凭借满口青岛话的“黑皮”而走红。 2008年，再次参演宁浩的喜剧电影《疯狂的赛车》。
　　2009年，参演管虎执导的电影《斗牛》，他展现了“牛二”从不羁到最终妥协，整个无奈的过程转折。夺得第46届台湾电影金马奖和第17届北京大学生电影节“最佳男主角”奖、第1届金榕树大奖最佳演员奖。

　　2012年4月，参演悬疑喜剧电影《杀生》，获得第20届北京大学生电影节最佳男演员奖和第4届中国电影导演协会年度男演员奖；12月，在徐峥自编自导自演的电影处女作《人再囧途之泰囧》中出演反派“歪脖子”高博，影片上映5天票房突破3亿，刷新华语片首周票房纪录，上映一个月票房达到12亿，最终票房12.66亿，成为中国电影市场华语片票房冠军。

　　2013年2月，参演周星驰电影《西游·降魔篇》，电影以12.46亿元票房为2013年内地电影全年票房冠军；与林志玲合作《101次求婚》，饰演一个随时随地“准备求婚”的大龄男青年；3月，与刘烨、张涵予“零片酬”出演《厨子·戏子·痞子》，饰演“赖痞子”；12月，出演电影《无人区》，黄渤在片中饰演一个总是遭遇尴尬的悍匪，首次以光头造型出现，为了有贴近人物的真实感觉，黄渤在新疆进行了两个月的“体验生活训练”，还去屠宰场练“杀气”。四部作品累积票房19.1亿元，成为2013年的演员票房冠军，2013年被媒体称为“黄渤年”。

　　2014年9月26日，主演陈可辛打拐电影《亲爱的》。9月30日，黄渤与宁浩、徐峥合作的《心花路放》上映6天票房超过6亿，刷新了华语电影首周票房以及国庆档的票房记录。2014年12月28日，黄渤主演的《锋刃》在央视一套首播。

　　2015年6月，黄渤和孙红雷、黄磊、王迅、罗志祥、张艺兴加盟东方卫视励志综艺真人秀《极限挑战》节目。2015年11月22日，黄渤主演的商战传奇剧《青岛往事》登陆央视八套黄金档播出，剧中饰演“笨小孩”王满仓。12月18日，由黄渤与陈坤主演的电影《寻龙诀》上映8天，票房破10亿。