2012年、ウエスタン・リーグで6月10日からの先発登板3試合15イニングで自責3、防御率1.80、7月7日に一軍へ昇格し、同日の札幌ドームで行われた対日ハム戦でプロ初登板初先発、6回を投げ1安打1四球1死球4奪三振でプロ初勝利。続く7月14日の対ロッテ戦でも先発、6回を投げ4安打2四球8奪三振無失点で2連勝、本拠地福岡ドームでの初白星となる。。7月19日のフレッシュオールスターゲームにも6回2点リードから5番手として登板し、6者連続の凡退に抑えて、同試合の優秀選手賞を受賞した。8月4日の対埼玉西武ライオンズ戦では初の二桁三振(10奪三振)を記録して3勝目となった。8月19日の対オリックス・バファローズ戦で5回2失点の好投で4勝目を挙げた。高卒ルーキーのデビューから先発で無傷の4連勝は1966年の堀内恒夫以来46年ぶりの快挙となった。8月20日に疲労回復のため出場選手登録を抹消。9月2日に一軍へ戻ると、同日の対日本ハム戦に先発し、4回に中田翔にプロ初被本塁打となるツーランホームランを打たれるなど6回を投げ5安打2四球8奪三振2失点でプロ初黒星、本拠地初黒星となった。9月25日には対オリックス戦にて111球、4安打1四球とプロ初完封、完投勝利で7勝目を飾った。10月3日の対日本ハム戦では4試合連続勝利を記録した。最終的に、同年は8勝1敗、防御率1.07の成績を残した。新人王は得票数2位で受賞できなかったが、優秀新人賞として特別表彰された。クライマックスシリーズファーストステージは10月14日第2戦で吉川光夫以来5年ぶり6人目となる高卒新人によるポストシーズン先発を果たしたが、3回に捕まり2点ビハインド一死満塁で降板、2回1/3を投げ5失点(自責4)でポストシーズン初黒星となった。オフの12月3日に初の契約更改交渉に臨み1,200万円増の年俸2.000万円（金額は推定）で契約した。2002年の寺原隼人の2倍を上回る高卒新人最高となる150%のアップ率だった。2013年、開幕を一軍で迎え、3月31日の対東北楽天ゴールデンイーグルス戦で開幕ローテーション3枚目として先発登板したが4回0/3を投げて5失点を喫し黒星スタートとなった。7試合目の先発を終えた所で5月22日に疲労によるフォームの乱れで二軍へ降格。7月31日に昇格し、同日の対オリックス戦から再びローテーションへ入り9試合先発した。しかしリーグワーストの68与四球と制球難を克服することができず9月26日に再び二軍降格となり、そのまま一軍に復帰することなくシーズンを終えた。2014年、2月中旬の春季キャンプ中に右肩違和感を訴え別メニュー調整となり、そのまま約半年間右肩痛で離脱し、5月26日の三軍での対愛媛マンダリンパイレーツ戦で2回3安打2失点で実戦復帰した。7月16日から二軍で3試合先発して18イニングで防御率2.00とアピール、8月6日に一軍昇格となり、同日の対西武戦で先発して5回を投げ無失点で勝利した。ローテーションの戦略上2度抹消と昇格があったが終盤のローテーションを守った。ペナントレースは先発7試合で3勝3敗と援護に恵まれなかったが、防御率は1.87をマークした。日本ハムとのCSファイナルステージでは、10月16日第2戦に先発、初回に内川聖一の先制ソロ本塁打で援護を貰うと5回まで無失点投球、しかし6回二死二塁とした所で陽岱鋼のショートゴロを今宮健太が一塁へ悪送球した2失点で逆転され、続く中田翔にレフトスタンドでツーランホームランを打たれ6回4失点(自責0)で無念の降板となりクライマックスシリーズは2012年に引き続き敗戦投手となった。阪神タイガースとの日本シリーズは、阪神甲子園球場にて1敗で迎えた10月26日の第2戦に先発し、6回二死まで走者を1人も許さなかった。7回を投げ3安打1四球5奪三振1失点の成績で、日本シリーズでのプロ入り初登板初勝利を手にし、優秀選手賞も受賞した。11月6日、左脇腹を痛めた小川泰弘に代わって日米野球2014の日本代表に追加招集された。この大会では、11月20日沖縄セルラースタジアム那覇で行われた最終戦で先発登板し、3回を投げ4安打4四球3奪三振1失点(自責0)で勝利投手となった。2015年、2月16日に、「GLOBAL BASEBALL MATCH 2015 侍ジャパン 対 欧州代表」の日本代表に選出されたことが発表された。3月11日の第2戦に3番手として登板し、2回を投げている。シーズンでは6月は4試合に先発し、4日の対横浜DeNAベイスターズ戦では3年ぶり2度目の完封勝利。リーグトップタイの3勝、防御率も1.00で、月間MVPを受賞した。チームが優勝を決めた9月18日西武戦では7回1失点で勝ち投手になり12勝目。1年間先発ローテーションを守り、自己最多の13勝、勝率はリーグ2位と活躍しチームの2年連続リーグ優勝に貢献した。東京ヤクルトスワローズとの日本シリーズは初戦に登板し、9回2失点で完投勝利を挙げ、2年連続で優秀選手賞し日本一に貢献した。7月16日に第1回WBSCプレミア12の日本代表第1次候補選手に選出された事が発表され、9月10日に第1回WBSCプレミア12の日本代表候補選手に選出された事が発表され、10月9日に最終ロースター28名に選出された事が発表された。2016年、開幕前の2月15日に「侍ジャパン強化試合 日本 vs チャイニーズタイペイ」の日本代表26名に選出されたことが発表された。3月6日に行われた第2戦に先発。3回を投げて被安打1、失点1だった。3月27日の開幕第3戦、対楽天戦に先発し、今季初登板を初勝利で飾った。6月27日の対ロッテ戦で自己ワーストタイの3回6失点で降板することもあったが、今シーズンは和田毅に次ぐ自己最多の14勝を挙げ、チーム最多の183イニングを記録するなど、先発ローテーションの一角を担い活躍した。シーズンオフの10月18日に「侍ジャパン 野球オランダ代表 野球メキシコ代表 強化試合」の日本代表に選出されたことが発表された。12月21日、球団事務所で契約更改を行い、5,000万円増の年俸1億2,000万円(金額は推定)でサインした。2017年、大谷翔平が右足首を故障したため、WBCに追加招集された。本大会では中国戦に先発したが登板はその1試合に終わった。シーズンでは4月に肩を痛め離脱し、夏場に復帰したものの、6勝に終わり規定投球回にも3年ぶりに到達できなかった。ポストシーズンは、楽天とのクライマックスシリーズファイナルステージおいて、10月22日に行われた第5戦に先発登板。7回を被安打5、無失点の好投で勝利を掴み、チームの日本シリーズ進出を決めた。横浜との日本シリーズでは、10月31日に行われた第3戦に先発登板。1失点で5回途中降板となったが、チームは勝利し、2年振りの日本一奪還に貢献した。シーズンオフの12月21日、福岡ヤフオク!ドーム内の球団事務所で契約更改交渉に臨み、3,000万円ダウンの年俸9,000万円（金額は推定）でサインした。同日、来シーズンから背番号を18に変更することが発表された。2018年、3月31日の対オリックス戦において、開幕先発ローテーション2番手として先発登板を迎るが、好不調の波が激しく、チーム・自己最多の3完封勝利を記録するも先発での勝利はその3勝で自己ワーストの9敗を喫する。6月29日の対ロッテ戦では自身初めてのレギュラーシーズンでの中継ぎ投手としての登板を経験し、8月末以降は中継ぎ投手としての起用が多くなる。9月1日に楽天生命パーク宮城で行われた対東北楽天戦において初セーブを、10月6日の対西武戦では中継ぎ投手としての初勝利を挙げる。同年シーズンは、先発登板17試合を含む27試合に登板し、4勝9敗1セーブ、防御率4.48の成績を記録した(リリーフ登板では8試合1勝0敗防御率0.90で1イニング限定では1点も取られなかった)。ポストシーズンのクライマックスシリーズにおいては、先発投手降板後の2番手投手として起用され、日本ハムとのファーストステージ第1戦で2回2/3を投げ勝利投手となる。西武とのファイナルステージでは第1戦と第4戦に登板。第4戦では2回を投げ勝利投手となった。広島東洋カープとの日本シリーズでは、第2戦以外の全ての試合にリリーフ登板し、チームの日本一連覇に貢献した。シーズンオフの12月28日、福岡ヤフオク!ドーム内の球団事務所で契約更改交渉に臨み、500万円ダウンの年俸8,500万円プラス出来高払い(金額は推定）でサインした。2019年、4月4日の対オリックス戦において、開幕先発ローテーション6番手として先発登板を迎え、勝利を挙げる。