Adams erster Auftritt in einer Fernsehserie war 2004 in "Jack &amp; Bobby". Es folgten mehrere Auftritte in weiteren Fernsehserien. Seine ersten wiederkehrenden Gastrollen hatte er 2006/2007 in den Fernsehserien "Friday Night Lights" und "Welcome, Mrs. President". 2008 spielte er in dem ABC-Pilotfilm "Good Behavior" eine Doppelrolle als Zwillinge "Van" und "Haden West", die Serie wurde jedoch nicht in Auftrag gegeben. Neben weiteren Auftritten in Fernsehserien spielte er auch in verschiedenen Filmen mit. So spielte er 2009 in den Filmen "Rage", "The Waterhole" und "Weather Girls" Hauptrollen. Seinen Durchbruch hatte Adams 2011 mit "Suits", einer Anwaltsserie des Kabelsenders USA Network, die in seiner Heimatstadt Toronto gedreht wird und in New York spielt. In "Suits" spielt Adams den Protagonisten "Mike Ross", der ein fotografisches Gedächtnis besitzt und als Anwalt in einer Anwaltskanzlei arbeitet, obwohl er keinen Abschluss in Jura besitzt. Für die Rolle wurde Adams 2012 für einen Screen Actors Guild Award als "Bester Darsteller in einer Dramaserie" nominiert. Er verließ die Serie nach der siebten Staffel. 2012 war Adams zudem in vier Folgen der kurzlebigen HBO-Serie "Luck" als "Nathan Israel" zu sehen.