寺脇康文
女医(1999年7月5日 - 9月13日) - 時任慎司 役
泥棒家族(2000年12月20日) - 畑山辰巳 役
shin-D「クインテット」(2001年4月3日 - 4月24日)
Pure Soul〜君が僕を忘れても〜(2001年4月9日 - 6月25日、読売テレビ制作) - 島田和也 役
地球ゴージャスな夜(2006年4月5日 - 5月3日) - 治 役
ヒットメーカー 阿久悠物語(2008年) - 宣弘社の上司 役
左目探偵EYE(2009年10月3日) - 大内健三 役
美丘-君がいた日々-(2010年7月10日 - 9月19日) - 峰岸始 役(特別出演)
花咲舞が黙ってない 第2シリーズ 第1話(2015年7月8日) - 橋爪藤一 役
増山超能力師事務所 第5話(2017年2月2日、読売テレビ制作) - 田丸等 役
恋がヘタでも生きてます(2017年4月6日 - 6月22日、読売テレビ制作) - 日下部慎太郎 役
正義のセ(2018年4月11日 - 6月13日) - 梅宮譲 役
白衣の戦士! 第9話(2019年6月12日) - 斎藤渡 役
2006年12月に番組を降板し、2007年1月からは谷原章介にバトンタッチした。
2000年から2008年まで、『相棒』において、警視庁特命係の刑事・亀山薫役として、水谷豊とダブル主演を務める。
2008年5月10日、『相棒』においての演技が評価され、同じく主演を務める水谷豊と共に第16回橋田賞俳優部門を受賞した。
2008年12月17日放送の『相棒season7』第9話をもってシリーズから卒業。
2009年2月20日、『相棒 -劇場版- 絶体絶命! 42.195km 東京ビッグシティマラソン』で亀山薫の演技が評価され、第32回日本アカデミー賞優秀助演男優賞を受賞した。
2022年6月23日、 同年10月12日から放送を開始した『相棒 season21』に亀山薫役として復帰することが発表された。その2ヶ月後の8月28日には、2023年4月から放送開始予定のNHK連続テレビ小説(朝ドラ)『らんまん』に出演することが発表された。これにより寺脇は、半年放送の『相棒』が終了した直後に、再び半年放送の朝ドラに臨むこととなった。
ハウス食品「洋食倶楽部 ビーフカレー」
片岡物産「モンカフェ」 - 『相棒』で寺脇が演じている亀山薫が、コーヒー好きの設定であることから出演。
日本たばこ産業「キャスターマイルド」
アサヒ飲料「WONDA」
P&G「ボールド」
武田薬品工業「ベンザブロックL」
ブラウン『Series7』
麒麟麦酒「キリン秋味」
メットライフ生命保険
味の素「クノールカップスープ」
伊藤園「2つの働き カテキン緑茶」
三菱UFJニコス「VIASOカード」
サントリー「オールフリー」