2005年，与王丽坤、李倩、张俪合作主演根据海岩的小说《河流如血》改编的亲情伦理剧《金耳环》，在剧中饰演因受亲情和爱情的磨难而导致内心比较脆弱、总是处于忧伤和压抑状态的男主角陆保良，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。

2006年，出演赵鹏逍执导的剧情电影《葵花子》，在片中饰演男主角周五，这是他的首部电影作品。

2007年，与刘涛、冯绍峰、秦海璐合作主演民国情感剧《女人花》，在剧中饰演命运多舛的小裁缝谢杨柳；同年，客串孔笙执导的警匪悬疑剧《绝密押运》，在剧中饰演陶涛的弟弟陶锐，与李晨饰演一对兄弟。

2008年，出演安战军执导的家庭伦理剧《原谅》，在剧中饰演男主角曲林的养子曲折，与许亚军饰演一对父子；同年，出演李芳芳执导的剧情电影《80后》，在片中饰演与沈星辰相恋的男主角明远。

2009年，出演陈亚洲执导的抗战剧《战火中青春》，在剧中饰演为了爱情放弃豪门生活并投身到革命中的章佩然；随后，出演蒋绍华执导的都市情感剧《换位兄弟》（原名《换位游戏》），在剧中一人分饰二角，分别饰演了双胞胎兄弟辛遥和辛远。

2010年，与徐洁儿、曹骏、王春元合作主演科幻动作剧《游戏之王》，在剧中饰演痴迷于网络游戏的男主角岳凌云；同年，出演王文盛执导的军旅剧《葵花怒放的声响》，在剧中饰演性格文静、身体孱弱且为人仗义的男主角袁兵；随后，与李晟搭档主演都市情感剧《离爱》，在剧中饰演思维单纯、主观武断且冲动鲁莽的男主角莫小鱼；此外，他还获得了“第四届中国品牌节”最具潜质新人奖。

2011年3月，凭借电视剧《战火中的青春》获得“黑龙江电视台年度盛典”年度新锐演员奖；随后，与王丽坤、李乃文合作主演都市情感剧《婚巢》，在剧中饰演女主角阳雪的双胞胎弟弟阳立男，与王丽坤饰演一对姐弟；同年，与蒋梦婕、许绍洋、王子文合作主演民国传奇剧《刺青海娘》，在剧中饰演仗着家里有钱到处作恶的蔡家二少爷蔡知毅。

2012年3月，获得“第四届中国最受大学生欢迎TOP新锐榜”最受大学生欢迎新锐潜力演员奖；随后，与张佳宁、徐囡楠合作主演年代情感剧《左手亲情右手爱》，在剧中饰演为人正直且儒雅帅气的男主角谢刚，这是他首次在影视作品中尝试律师的角色 ；同年，与张佳宁搭档主演都市情感喜剧《邻居也疯狂》，在剧中饰演刘吉祥的丈夫李呈；随后，出演成思执导的剧情电影《绿柠檬》。

2013年4月26日，其出演的青春爱情电影《致我们终将逝去的青春》上映，而他在片中则饰演了阮莞的前男友赵世永；随后，与霍建华、唐嫣、王阳合作主演古装情感轻喜剧《金玉良缘》，在剧中饰演心地宽厚、外表萌呆的大夫顾长风；同年，与张亚希搭档主演刑侦剧《摘下你的面具》。

2014年4月22日，其客串的都市爱情商战剧《步步惊情》在浙江卫视首播，而他在剧中则饰演了青年时期的康震天；同年7月8日，其主演的都市情感剧《杉杉来了》在江苏卫视首播，而他在剧中则饰演了风腾企业研发部总监郑棋；同年，出演唐嫣、李易峰、舒畅主演的民国情感剧《活色生香》，在剧中饰演表面温文尔雅、内心却很阴险的文家二少爷文世轩；此外，他还出演了查传谊执导的都市励志情感剧《爱让我们在一起》。

2015年3月17日，其与张翰、杨洋、何晟铭合作出演的古装武侠剧《少年四大名捕》在湖南卫视首播，而他在剧中则饰演了倾慕紫罗公主的杜公子；同年6月12日，其出演的悬疑动作网络剧《盗墓笔记》在爱奇艺首播，而他在剧中则饰演了能够用鬼玺向地府借阴兵的鲁殇王。

2016年1月8日，其主演的民国悬疑轻喜剧《煮妇神探》在浙江卫视首播，而他在剧中则饰演了热心肠且脾气非常好的搞怪神探丁大力；同年，与韩雪搭档主演都市情感剧《婚姻历险记》，在剧中饰演温柔体贴、努力拼搏的男主角武功；同年12月5日，其与刘恺威、杨蓉合作主演的古装武侠剧《飞刀又见飞刀》在优酷视频首播，而他在剧中则饰演了男主角李坏同父异母的兄弟李正 ；此外，他还出演了汪俊执导的清装宫廷剧《如懿传》，在剧中饰演养心殿的大太监李玉。

2017年2月6日，其与冯绍峰、郭碧婷合作主演的都市玄幻爱情剧《那片星空那片海》在湖南卫视首播，而他在剧中则饰演了女主角沈螺的发小江易盛，该剧的全网播放量在播出期间便突破了50亿次；同年，在古装电视剧《扶摇》中饰演燕惊尘；同年6月8日，黄明宣布将艺名改为黄宥明。

2018年，作为固定嘉宾参加芒果TV游戏任务型真人秀节目《密室逃脱·暗夜古宅》。6月18日，参演的古装玄幻励志剧《扶摇》登陆浙江卫视中国蓝周播剧场，并在剧中饰演燕惊尘。

2019年5月4日，获得“赞赞新时代”新青年榜样艺人荣耀盛典新青年榜样艺人奖。