2003年,在《國(guo)光之(zhi)政》中飾演坂上晉作出道(dao)。
2004年,主(zhu)演(yan)是枝裕和執導的(de)劇情片《無(wu)人(ren)(ren)知曉(xiao)》,飾演(yan)被父母拋棄的(de)四個孩(hai)子中的(de)長(chang)子明,獲得(de)第57屆(jie)戛納國際電(dian)影節主(zhu)競賽單(dan)元最佳男(nan)演(yan)員獎(jiang),成為(wei)戛納史上最年少的(de)影帝(di),也是首位(wei)獲得(de)這項榮譽的(de)日(ri)(ri)本(ben)人(ren)(ren)。該片被日(ri)(ri)本(ben)電(dian)影旬報評為(wei)年度(du)最佳作品(pin),柳樂優彌也囊括了國內電(dian)影界的(de)各種新人(ren)(ren)演(yan)員獎(jiang),在《時代(dai)》雜志亞(ya)洲版的(de)“2004 Asia’s Heroes”評選中榜上有名(ming)。
2005年(nian),主演改編于(yu)真實事(shi)件的(de)劇情片《星(xing)星(xing)少年(nian)》,飾演少年(nian)馴象師小(xiao)川哲夢。
2006年,主(zhu)演(yan)改編自山(shan)田(tian)詠美同名小說的青(qing)春愛情(qing)片《蜜糖與調(diao)味:風味絕佳》,飾演(yan)在加油站(zhan)工作(zuo)的山(shan)下(xia)志郎(lang)。
2007年,為動(dong)畫電(dian)影《天(tian)才嘉年華》中渡邊(bian)信一(yi)郎執導的「BABY BLUE」單(dan)元配(pei)音(yin)。
2008年,主演(yan)堤幸(xing)彥執導(dao)的喜劇片《繃(beng)帶俱(ju)樂部》,飾(shi)演(yan)建立“繃(beng)帶俱(ju)樂部”,為有傷痛的人進行(xing)療傷的少年迪諾(井出埜辰耶)。出版了小(xiao)說《不(bu)停止(zhi)的雨》。
2009年,主演(yan)清(qing)水崇執導的恐怖(bu)片(pian)《戰栗迷宮3D》。
2010年,主演(yan)根(gen)據山田茜同(tong)名(ming)小說(shuo)改編的愛(ai)情片《一切化作海》,飾演(yan)生長在不幸家庭中的17歲少(shao)年大高(gao)光治(zhi)。主演(yan)推(tui)理劇《TOKYO23 生存城市》,飾演(yan)夢想成(cheng)為格斗家的青年新井(jing)升。
2011年,主演手機劇《交錯的9個殺意》,飾演登(deng)山隊員(yuan)崎(qi)谷真人(ren)。在推理劇《LADY~最后(hou)的犯罪心理分析官~》中飾演IQ140的高(gao)智商死囚巽(xun)聰(cong)史。
2012年(nian),主(zhu)演根據村上(shang)春樹原著改編、由(you)蜷川幸(xing)雄執導的舞臺(tai)劇(ju)《海(hai)邊的卡(ka)夫卡(ka)》,在2012年(nian)5月3日到(dao)5月20日期間(jian)演出。
2013年(nian),主(zhu)演劇情片《能(neng)不能(neng)原諒你,我(wo)想想看(kan)》,飾演從事回收廢紙業的(de)(de)18歲青(qing)年(nian)野口隆太郎。在李相日執導的(de)(de)動作(zuo)片《不可饒恕》中(zhong)飾演為了豐厚(hou)獎金投身戰爭的(de)(de)澤(ze)田五(wu)郎。在日向(xiang)寺(si)太郎執導的(de)(de)劇情片《長崎(qi)的(de)(de)天(tian)空下》中(zhong)飾演暗戀(lian)女主(zhu)角的(de)(de)廣瀨勇(yong)一。
2014年,主演(yan)(yan)福田雄一執導(dao)的深(shen)夜劇(ju)《青色火(huo)焰》,飾演(yan)(yan)原型為島(dao)本和(he)彥的漫畫家焰燃(ran)。主演(yan)(yan)根據中村文則同名小說改編(bian)的推(tui)理電影《最(zui)后一命(ming)》,飾演(yan)(yan)年幼時期(qi)被卷入一場(chang)悲慘(can)事件(jian)的明瀨(lai)桂(gui)人(ren)。在豐田利(li)晃執導(dao)的漫改動作片《熱血高校3》中飾演(yan)(yan)鈴蘭之王強羅(luo)徹。在改編(bian)自(zi)真(zhen)鍋昌平同名漫畫的劇(ju)情片《暗金丑島(dao)君2》中飾演(yan)(yan)苦力工人(ren)蝦沼。在穿越歷史劇(ju)《信長協奏曲》中飾演(yan)(yan)織田信長的弟(di)弟(di)織田信行。
2015年,主(zhu)演(yan)(yan)根據杉浦日(ri)向子(zi)同名漫畫改(gai)(gai)編的(de)(de)動作片(pian)《合葬》,飾(shi)(shi)演(yan)(yan)加入(ru)德(de)川慶喜護衛隊(dui)的(de)(de)秋津極,該(gai)片(pian)入(ru)圍第39屆蒙(meng)特利爾國(guo)(guo)際電影(ying)節主(zhu)競賽單元。在醫(yi)(yi)療(liao)劇《純(chun)白》中飾(shi)(shi)演(yan)(yan)外科醫(yi)(yi)生仲野(ye)孝(xiao)太郎。在NHK晨間劇《希(xi)》中飾(shi)(shi)演(yan)(yan)中國(guo)(guo)料(liao)理(li)店老板的(de)(de)兒子(zi)池畑大輔(fu)。參演(yan)(yan)漫改(gai)(gai)電影(ying)《變(bian)態假面:變(bian)態危機》。
2016年,主(zhu)演真利子哲也執(zhi)導(dao)的(de)劇(ju)(ju)(ju)情(qing)片《錯(cuo)亂(luan)的(de)一(yi)代(dai)(dai)》,飾演終日尋(xun)釁(xin)鬧(nao)事的(de)少年蘆原泰良,獲(huo)(huo)得第(di)90屆日本電(dian)(dian)(dian)(dian)影旬(xun)報獎最(zui)佳男主(zhu)角獎和第(di)38屆橫濱電(dian)(dian)(dian)(dian)影節最(zui)佳男主(zhu)角獎,該(gai)片也入選旬(xun)報年度(du)十佳電(dian)(dian)(dian)(dian)影第(di)四名。在青(qing)春劇(ju)(ju)(ju)《寬松(song)世(shi)代(dai)(dai)又如何》中飾演11連敗的(de)大學復讀生(sheng)道上萬里部,獲(huo)(huo)得第(di)89屆日劇(ju)(ju)(ju)學院賞最(zui)佳男配(pei)角獎。參演福田雄一(yi)執(zhi)導(dao)的(de)喜劇(ju)(ju)(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)影《任(ren)俠(xia)野(ye)郎》和改編(bian)自同(tong)名小說的(de)劇(ju)(ju)(ju)情(qing)電(dian)(dian)(dian)(dian)影《粉與(yu)灰》。客串深夜劇(ju)(ju)(ju)《勇者義(yi)彥(yan)與(yu)被引導(dao)的(de)七人(ren)》,飾演桃太郎的(de)同(tong)伴猴子。
2017年,在倫理(li)劇《媽媽,不當你的女兒可(ke)以嗎(ma)?》中(zhong)飾(shi)演建(jian)筑公司職(zhi)員(yuan)松島(dao)太一。在愛情(qing)劇《弗蘭肯斯坦(tan)之(zhi)戀》中(zhong)飾(shi)演與怪物(wu)結下深厚友(you)誼的大(da)學(xue)生稻庭圣哉。在NHK大(da)河劇《女城主(zhu)直虎》中(zhong)飾(shi)演盜(dao)賊(zei)團伙頭目龍云丸。在《銀魂(hun)》真人版電影(ying)中(zhong)飾(shi)演真選組副長(chang)土(tu)方十四(si)郎。