16岁进入黎明的A MUSIC东亚唱片和PACIWOOD经纪公司，随

后包办师姐卫兰英文专辑《Morning》所有歌曲的填词。18岁考入著名的伦敦帝国学院物理系，同时在校期间不断将其个人创作的音乐作品寄回公司，三年后毕业回港正式进入娱乐圈。

2009年制作个人第一张专辑《今天开始》，获得当年香港多个音乐颁奖礼的新人奖。同年凭借处女电影作《岁月神偷》里精彩的表现及对剧中主题曲《岁月轻狂》的完美演绎，夺得香港电影金像奖最佳新人奖和最佳原创电影歌曲两项大奖。

2010年在香港导演叶伟民执导的电影《李小龙我的兄弟》中扮演李小龙，并在以怀念哥哥张国荣为题材的电影《为你钟情》中饰演了八十年代学生王子张伟杰。

2012年在电影《寒战》中与郭富城，梁家辉两大型男合作，在剧中扮演廉政公署首席调查主任。

2013年在电影《一夜惊喜》中扮演痴情体贴的暖心男张童宇，与范冰冰饰演的米雪展开了一段甜蜜的爱情。

2014年主演电视剧《武媚娘传奇》，饰演唐高宗李治；同年与文咏珊再度携手合作出演惊悚片《怪谈》，该剧定于2015年1月29日上映。同时郭敬明发微博称李治廷出演他的电影《爵迹》。