Sławę przyniosła mu rola w Fanatyku, który zdobył nagrodę jury na festiwalu w Sundance. Śmiertelna wyliczanka okazał się finansową klapą w USA, jednak rola Goslinga jako sadystycznego mordercy została doceniona przez krytyków. Aktora interesują role skomplikowanych wewnętrznie bohaterów, co zaowocowało zagraniem roli Lelanda w filmie Odmienne stany moralności, w którym wystąpili także Don Cheadle i Kevin Spacey.
W 2007 został nominowany do Oscara w kategorii najlepszy aktor za rolę Dana Dunne’a w filmie Szkolny chwyt. Dziesięć lat później otrzymał drugą nominację do Oscara oraz nagrodę Złotego Globu za rolę Sebastiana Wildera w musicalu La La Land. W 2024 został nominowany w kategorii najlepszy aktor drugoplanowy za rolę Kena w filmie Barbie.
Gosling jest aktywnym muzykiem. Efektem fascynacji mrocznymi legendami jest album wydany w 2009 wspólnie z Zachiem Shieldsem pod szyldem Dead Man’s Bones. Skomponował część ścieżki dźwiękowej do filmu Blue Valentine (2010). Aktor jest także współwłaścicielem marokańskiej restauracji Tagine w Beverly Hills w Kalifornii.