2002年，兵役结束后，为了得到演唱电视剧原声带的机会，霍建华接下第一部电视剧《摘星》，从此踏入演艺圈。后接连主演《海豚湾恋人》、《西街少年》、《千金百分百》等多部台湾偶像剧。
2003年，霍建华凭借在《海豚湾恋人》中钟晓刚一角崭露头角。一时间很多制作人找到霍建华，但霍建华作为新人与公司签约，没有权利讲条件。 2004年，为了寻求更长期的发展，磨练演技，霍建华正式将工作重心转移至内地。4月接下第一部古装武侠剧《天下第一》，饰演痴情孤傲的“地字第一号”密探——归海一刀，并演唱主题曲《你的第一》。
2005年，霍建华凭古装武侠剧《天下第一》速走入内地观众的视线，并开始在内地走红，成为霍建华演艺事业的一个重要转折点。9月，出演都市偶像剧《屋顶上的绿宝石》，凭借此片中的表现获得新浪第三季电视男演员候选。
2006年5月，出演功夫喜剧《武十郎》，是霍建华的第一部喜剧作品，也是霍建华与香港监制崔宝珠的第三次合作。剧中霍建华一改以往的荧屏形象，出演无厘头的李亚寿一角。 9月30日，和关之琳搭档主演的首部电影《做头》上映。
2007年6月，参演由范冰冰首次担纲制片人并主演的民国苦情戏《胭脂雪》。
2009年，主演的电视剧《仙剑奇侠传三》播出，霍建华在剧中饰演御剑江湖、至情至性的徐长卿，并凭借此角在内地的知名度增加 。
2010年，由霍建华主演的《唐琅探案》、《一一向前冲》相继在央视播出，霍建华也成为在央视一套十点档和央视八套七点半黄金档播出的电视剧的男主角 。12月30日，《一一向前冲》获得2010国剧盛典年度十佳电视剧奖。
2011年，主演的《怪侠一枝梅》作为东南卫视和深卫视的开年剧开播，使深圳卫视收视进入晚间黄金档前十名，取得全国第六的成绩。 同年1月，霍建华加盟好友林心如首次制作并主演的古装宫廷剧《倾世皇妃》，在该剧中饰演深情腹黑的北汉帝王刘连城。
2012年，与王志文、李成儒、张铁林等一众演员同台演出的大型医疗励志正剧《感动生命》登陆央视一套黄金档 ，此剧先后获得“五个一工程奖”、第29届飞天奖长篇电视剧三等奖 、第九届广电总局表彰“十佳”电视剧，并入选国家广电总局出版的《2012年优秀电视剧选集》 。圳
2013，主演改编自金庸经典武侠小说的《笑傲江湖》在湖南卫视新春黄金时段首播，2月18日全国网收视率更是破3，位居省级卫视及网络收视冠军，笑傲江湖的播出让霍建华再次成为观众热议的焦点 。在该剧中霍建华饰演豁达开朗潇洒不羁的令狐冲 。
2014年4月，参演古装爱情轻喜剧《金玉良缘》于江苏卫视、深圳卫视两星联播，霍建华在剧中饰演金元宝一角，并担任该剧的出品人 ；同时，与刘诗诗联袂主演古装医疗剧《女医·明妃传》 。同年，《金玉良缘》在“2014中国大学生电视节”中荣获“最受大学生瞩目古装传奇题材电视剧”奖 ，在“尖叫2015爱奇艺之夜”盛典中荣获“年度华语电视剧”奖 。7月，主演由“白玉兰奖最佳导演”孔笙执导抗战剧《战长沙》 于央视八套播出，这是霍建华个人首部战争题材正剧 ，该剧播出后成为豆瓣电影2014年度榜单“评分最高的大陆电视剧”。9月16日，主演的古装电视剧《花千骨》正式杀青 。10月15日由霍建华和权相佑，张雨绮联袂主演的电影《情敌蜜月》开机。霍建华回归现代题材，饰演居家型暖男“许默”，并与韩国演员权相佑片中“对垒”，上演一出“爱情保卫战” 。同年12月，主演的邹静之监制、电影《一代宗师》编剧团队打造的年代励志正剧《镖门》在四大卫视联合播出， 在该剧中出演有胆量有担当的人物刘安顺 。12月6日霍建华在“尖叫2015爱奇艺之夜”盛典中荣获年度最佳电视剧男演员（港台） ；12月17日，霍建华在“2014国剧盛典”中荣获最佳荧屏情侣奖、港台地区人气演员奖。
2015年2月，霍建华荣获“东南卫视2014娱乐风格人物”奖。 3月12日，《镖门》荣获上海电视剧特播年会“品质大奖” 。4月霍建华主演的电影《真相禁区》于台湾开机，在剧中分饰热血警探仇乐和黑客谢天佑两个角色。 5月，主演由孔笙监制张开宙执导的悬疑爱情剧《他来了请闭眼》 ，并在剧中饰演了聪明、傲娇、高智商低情商的男主角薄靳言。6月，主演的古装仙侠剧《花千骨》登陆湖南卫视钻石独播剧场播出，成为中国首部超过200亿网播量的电视剧，创网播记录。单日点击破4亿，刷新单日网络播放量纪录。 微博阅读量超88亿，讨论量超1100万，位居新浪微博话题、热搜双榜榜首。 8月26日，《中国电视剧权势榜》公布上半年（2015年1月1日—6月30日期间）演员排名前50强，霍建华以综合评分94分排名榜首。
9月，担任SK-II中国区品牌大使，成为SK-II形象代言人，并出演SK-II 改写命运宣言片。 12月5日，霍建华在“尖叫2016爱奇艺之夜”盛典中获年度最受欢迎男演员。 12月11日霍建华在《中国新闻周刊》“影响中国2015年度人物”颁奖典礼上，被评为“影响中国”年度演艺人物。 12月19日，在“2015国剧盛典”中荣获观众最喜爱角色奖、最受欢迎演员奖。 12月22日，由成龙监制、韩国导演创（尹鸿承）执导，霍建华、杨幂联袂主演的科幻动作电影《致命倒数》于韩国釜山低调开机。 霍建华在片中出演男一号及反派角色崔琥。
2016年1月15号，《环球时报》社主办的“2015环球文娱大数据指数发布会暨2015环球文娱盛典”在京举行.盛典现场公布了2015年度影视行业的一系列大数据统计，霍建华扮演的白子画入选年度最受关注电视剧角色，并凭借微博影响力、视频评论热度、论坛影响力三个满分和整体评分9.95的成绩排名第一。 获得“最受欢迎电视剧角色“奖。 1月21日，主演张艺谋监制、张末执导电影《28岁未成年》。在片中饰演男主角郑伟嘉（猫粮）。 2月16日，CCTV《对话》栏目评选了2015年度十大演员，霍建华凭借在《花千骨》《他来了请闭眼》中的表现成功当选，而其饰演的白子画则排在2015年中国电视剧角色中的第一位。 2月22日，由霍建华领衔主演的科幻动作电影《致命倒数》顺利杀青。
3月2日，霍建华获邀入驻上海杜莎夫人蜡像馆，整个制作过程将持续半年，最后蜡像将从伦敦运抵上海，并于2016年下半年入驻。 3月8日,由SMG影视剧中心主办的2016上海电视剧制播年会暨中国电视剧品质盛典在沪举行。霍建华凭借《他来了，请闭眼》《女医明妃传》中表现获得年度最具市场号召力演员和年度最受欢迎男演员两项奖项。其领衔主演的《他来了，请闭眼》获题材创新奖。 3月18日，世界奢侈品集团HUGO BOSS正式宣布邀请霍建华担任BOSS“Man of Today”中国区代言人，并公布了由其演绎的一组2016春夏系列宣传片。 3月24日，由刘杰导演，霍建华主演的惊悚悬疑电影《捉迷藏》近日于青岛低调开机，挑战外型俊逸人格复杂的“精英”角色。 4月7日，主演许鞍华导演的文艺动作史诗《明月几时有》，饰演文艺青年李锦荣，与女主角“方姑”周迅共组战乱情侣。
