W 2008 z Olivią Wilde otrzymał nagrodę dla wschodzącej gwiazdy festiwalu filmowego Vail Film Festival. Uznanie krytyków przyniosły mu role w komediodramacie Adventureland (2009) i horrorze komediowym Zombieland (2009). W filmie The Social Network (2010) zagrał postać Marka Zuckerberga, współzałożyciela serwisu społecznościowego Facebook, za co otrzymał nagrodę filmową National Board of Review Award oraz został nominowany do Oscara dla najlepszego aktora pierwszoplanowego, Złotego Globu dla najlepszego aktora w filmie dramatycznym i Nagrody Brytyjskiej Akademii Filmowej dla najlepszego aktora pierwszoplanowego. Następnie użyczył głosu głównemu bohaterowi filmu animowanego Rio (2011) oraz zagrał w komedii przygodowej 30 minut lub mniej (2011) i dreszczowcu Iluzja (2013). W 2013 został wybrany na odtwórcę komiksowego złoczyńcy i nemezis Supermana – Lexa Luthora w sequelu Człowieka ze stali pt. Batman v Superman: Świt sprawiedliwości.
Jest scenarzystą i reżyserem filmu Prawdziwy ból, w którym zagrał główną rolę.
Życie prywatne Cierpi na zaburzenia obsesyjno-kompulsyjne.
W 2002 związał się z Anną Strout, którą poślubił w 2017 i z którą ma syna, Bannera (ur. 4 kwietnia 2017).