《大唐代宗》剧照2000年11月,在黄克敏执导的围绕爱情,亲情及部落仇杀的作品《情定北非》中饰武术教授过海；随后,与王学兵,陈好合作,共同主演了刘书宁执导的公安题材作品《欲望阻击》,饰陈栓。2003年,主演了国内第一部现代浪漫功夫剧《我的功夫女友》,扮演了一个极具搞笑色彩的人物张乐星。2005年8月,搭档邓超,释小龙,主演胡明凯执导的搞笑,推理,悬疑,惊悚的风格的古装作品《少年包青天Ⅲ之天芒传奇》,诠释了大宋才学第一的公孙策。2007年8月,拍摄关于文凭与职场,爱情与物质的青春励志电影《替补职员》,塑造了总在求职路上遭遇不幸的亓国良；10月,在中国首部盗墓题材电视剧《国家宝藏之觐天宝匣》中扮演科研学者高阳。2009年5月,主演了周伟执导的主旋律题材电影《疯狂的玫瑰》,扮演了与警方百般周旋的犯罪分子赵平安；10月,与商蓉共同主演了武侠探案推理电视连续剧《女神捕》,赵阳出演了一位风流倜傥的公子哥；11月,与张恒,王挺,李解共同主演了革命历史题材作品《兴国,兴国！》,塑造了从农到匪再到革命者的谢殿生一角。公孙策2010年1月,出演了间谍,宝藏,动作,寻仇,悬疑等商业元素一体的《古今大战秦俑情》,赵阳在剧中饰演一位名为秦兆风的博物馆研究员；4月,拍摄了清华大学建校100周年的献礼剧《天行健》,赵阳塑造了建筑学家梁思成；5月,出演了革命历史题材谍战剧《极道英雄》,诠释了英俊富贵的军统特务兰飞。2011年8月,与班嘉佳,杨梅共同主演了西藏历史题材长篇电视连续剧《西藏秘密》,在剧中饰演白玛多吉。2012年5月,在李木戈执导的都市情感喜剧《玫瑰炒肉丝》中诠释了老好人唐望洲；10月,搭档赵子琪,涂松岩主演都市情感电视剧《七年不痒》,赵阳在剧中饰演了一个出身贫寒,白手起家的创业男龙东强；10月10日,应邀录制了在陕西卫视的《华夏夺宝》节目；随后,在周渝民,王学圻主演的战争题材作品《彼岸1945》中饰演一个在抗战中谋求暴利的生意人颜乐昌。2013年3月,与姜冰洁合作主演了,周拓如执导的现实生活和文艺色彩的微电影《初见》,扮演了相亲不下百次的赵阳。2016年12月,参演由林柯执导,陈坤,万茜领衔主演的年代谍战剧《脱身》,在剧中饰演一名中共地下党员苦木先生。2017年3月,参演由东野圭吾同名小说改编的悬疑电影《嫌疑人X的献身》,在影片中饰演性格暴戾,潦倒邋遢的陈婧前夫傅坚。沉默的真相2017年3月,领衔主演经典荒诞话剧《局外人》,赵阳饰演的主人公墨尔索经历了母亲的离世,而后在享受爱情的时候为了朋友杀人入狱,最终在一场荒唐的审判之后结束生命。2017年1月,和李光洁,袁文康等共同主演刘殊巧执导的动作悬疑剧《悍城》,在剧中饰演人民警察霍思乐。2018年2月,参演由侯鸿亮制片,孔笙,黄伟执导,袁克平编剧,王凯,杨烁,董子健主演的献礼改革开放40周年当代题材电视剧《大江大河》,在剧中饰演社会变革中颇具才艺气息,进取并且敢于争取的经典现实派人物虞山卿；同年12月,与吕聿来,刘畅,陈小纭,陈昊宇等人主演的悬疑科幻网络剧《失踪人口》开机。2020年9月16日,与廖凡,白宇,谭卓,宁理,田小洁等人主演的《沉默的真相》,在爱奇艺播出,在剧中饰演朱伟；11月17日,出演当代涉案类电视剧《穿破黑夜》。2021年,主演近代革命题材电视剧《前行者》播出；2021年5月28日,参演电视剧《我和我的时光少年》播出；7月11日,参演的电视剧《北辙南辕》播出。《对决》剧照2022年5月10日,主演的反黑剧《对决》播出；5月28日,主演的市“警”百态生活剧《警察荣誉》播出。《抗战中的文艺》剧照2022年10月1日至7日,中国国家话剧院原创文献话剧《抗战中的文艺》在国家大剧院剧场上演,赵阳在剧中饰演中国现代作家,历史学家,考古学家郭沫若；11月18日,参演的该剧在网络全平台线上演播。2023年1月24日,参加2023网络视听年度盛典,参与表演情景讲述《警察荣誉》；3月10日,参演的《了不起的我们》在温江开机；3月11日,主演的《不可告人》开机；3月14日,主演的刑侦剧《他是谁》在优酷独播。
2011年05月31日,赵阳应邀出席了中国禁毒志愿者汽车万里行青藏线新闻发布会暨百名艺人携手禁毒公益活动,响应“阳光生活,远离毒品”的号召,和演艺界同仁一起宣读了《百名艺人携手禁毒倡议书》。
拍摄《兴国》时,在谢殿生身上找到了那久违了的不屈不挠的精神。赵阳对角色分析透彻,用真情实感去诠释这个角色,与角色贴合在一块,表演自然流畅,为整部剧集增加了不少看点。赵阳在《我的功夫女友》中,用他扎实的演技将这个具有浓厚讽刺意味的角色诠释得入木三分,无厘头的搞笑表演让人对他又爱又恨。赵阳最近宣传照赵阳宣传照活动现场赵阳长款风衣造型尽显男性魅力