Saya mau tau 2010–2014: Peran remaja dari Yoo Seung-ho

Di masa remajanya, Seung-ho bermain sebagai salah satu peran utama dalam God of Study (2010), sebuah drama adaptasi Korea dari manga Jepang Dragon Zakura. Ia kemudian memainkan peran yang lebih dewasa dalam Flames of Desire sebagai putra generasi kedua dari keluarga chaebol kaya yang tidak tertarik dalam pertempuran suksesi di antara kerabatnya dan menjadi pria yang sudah menikah pada usia 21. Pada tahun yang sama, Seung-ho menyanyikan lagu duet dengan penyanyi sekaligus aktris IU berjudul "Believe in Love" untuk program amal Love Request. Lirik lagu tersebut didasarkan pada buku harian yang ditulis Seung-ho ketika melihat anak yatim korban perang di daerah kumuh Sri Lanka.

Pada tahun 2011, Seung-ho berlatih permainan pedang dan seni bela diri untuk perannya sebagai pembunuh bayaran di Warrior Baek Dong-soo, sebuah drama periode aksi berdasarkan manhwa oleh Lee Jae-heon. Ia juga mengisi suara sebagai Greenie, putra angkat Leafie dalam Leafie, a Hen into the Wild yang diadaptasi dari novel anak-anak terlaris karya Hwang Sun-mi. Ia kemudian menjadi lawan main Kim Ha-neul dalam film thriller Blind.

Pada tahun 2012, Seung-ho mendapatkan peran utama pertamanya dalam drama Operation Proposal, sebuah remake Korea dari drama Jepang Proposal Daisakusen. Selanjutnya diikuti sebagai peran pendukung Kaisar Giok, penguasa surga, dalam drama periode fantasi Arang and the Magistrate. Setelah itu, ia juga membintangi melodrama Missing You dan berperan sebagai pria dingin yang menyembunyikan hati penuh dendam di balik senyumnya yang tampak lembut.

Seung-ho juga dikenal oleh media sebagai "So Ji-sub Kecil" karena kemiripannya dengan aktor tersebut, pada tahun 2013 ia membintangi video musik untuk singel penyanyi So berjudul "Eraser" bersama Park Shin-hye. Ini adalah kedua kalinya ia mempromosikan karya musik So setelah "Lonely Life" pada tahun 2008.  Setelah itu, buku kumpulan foto pertama Seung-ho berjudul Travel Letter, Spring Snow, And... diterbitkan, buku tersebut merupakan proyek terakhir yang diambil oleh fotografer selebritas Bori sebelum kematiannya pada 9 April 2013.

2015–sekarang: Peran dewasa dan kenaikan popularitas

Setelah menyelesaikan wajib militernya, Seung-ho muncul dalam video musik untuk Naul berjudul "You From the Same Time" pada tahun 2015. Ia kemudian berperan sebagai penulis komik web keras kepala yang memelihara seekor kucing dalam drama adaptasi dari webtoon berjudul Imaginary Cat. Selanjutnya, Seung-ho membintangi film roman era joseon The Magician yang disutradarai oleh Kim Dae-seung dan berperan sebagai pesulap sirkus yang jatuh cinta pada seorang putri. Seung-ho kemudian bergabung dalam drama thriller hukum SBS Remember: War of the Son sebagai pengacara dengan hyperthymesia yang membela ayahnya karena dijatuhi hukuman mati.

Pada tahun 2016, Seung-ho membintangi film komedi sejarah Seondal: The Man Who Sells the River sebagai peran utama Kim Seon-dal. Pada tahun 2017, ia membintangi melodrama bersejarah MBC The Emperor: Owner of the Mask dan drama komedi romantis I’m Not a Robot. Pada tahun 2018, ia berperan dalam drama sekolah SBS My Strange Hero.

Pada tahun 2020, Seung-ho dikonfirmasi membintangi drama Memorist di tvN.