2009年ドラマ「仮面ライダーW」でデビュー。2013年映画「共喰い」で第37回日本アカデミー賞新人俳優賞を受賞。2013年NHKドラマ「ごちそうさん」に出演。2015年、テレビ朝日ドラマ「民王」では、父親である総理大臣と心と体が入れ替わってしまう難役をこなし、高い評価を集めた。2017年に映画「キセキ -あの日のソビト」「帝一の國」「銀魂」が、2021年に「花束みたいな恋をした」が公開。2022年1月度フジテレビ系「ミステリと言う勿れ」で“月9”初主演。ラジオではニッポン放送「菅田将暉のオールナイトニッポン」を担当。また、2017年6月、シングル「見たこともない景色」をリリース。2019年には「第70回NHK紅白歌合戦」に出演するなど歌手としても活躍。