永山绚斗2007年7月7日,其出演的NTV深夜剧《爷爷老师》播出,在剧中饰演优等生逸见,这是他的首部电视剧作品,从而正式进入演艺圈。2008年4月18日,其出演的校园悬疑剧《谜》播出,在剧中饰演个性我行我素的近辩高中三年级学生冢本善雄；10月11日,其出演的喜剧电影《应援少女》上映,在片中饰演应援团团员山本龙太郎,这是他的首部电影作品。2010年6月19日,其主演的运动题材电影《垒球少年》上映,在片中饰演男主角鬼冢,这是他首次担纲电影主演；11月6日,其主演的SP剧《大阪LOVESOUL在这个国家生活下去》首播,这是他首次担纲电视剧主演。2011年2月18日,获得第34届日本电影学院奖新人奖；同年,出演新垣结衣主演的SP剧《乱马1,2》,在剧中饰演风林馆高校剑道部的主将九能带刀；11月26日,其出演的剧情电影《铁骨柔情》上映。2012年7月14日,其出演的喜剧电影《南海作战》上映。2013年1月26日,根据井上荒野同名小说改编的剧情电影《艳之夜》上映,永山绚斗在片中饰演池田百百子的男朋友茅原优,与真木阳子饰演一对情侣。4月17日,参演的电视剧《胜者即是正义》播出。永山绚斗剧照2014年8月19日,其出演的悬疑剧《圣女》播出,在剧中饰演玛利亚的家教学生中村晴树；11月1日,其出演的爱情电影《幸运情人草》上映,在片中饰演沙耶的初恋男友樋野春木。2015年7月11日,其主演的时代剧《一路》播出,在剧中饰演生长在江户的男主角小野寺一路；9月5日,由筱原凉子主演的犯罪电影《非关正义：完结篇》上映,永山绚斗在片中饰演了雪平的助手,系统工程师津岛直纪。2016年10月22日,其出演的罪案剧《铁证悬案~真实之门~》播出,在剧中饰演野心勃勃且狂妄自大的神奈川县警搜查一科巡查部长高木信次郎；同年,在剧情电影《暗金丑岛君：完结篇》中饰演主角丑岛馨中学时代的同班生竹本优希。2017年7月8日,其主演的励志剧《居酒屋富士》播出,在剧中饰演男主角西尾荣一；7月29日,其出演的剧情电影《海边的生与死》上映,在片中饰演海军特攻艇队长,户枝的丈夫朔,与满岛光饰演一对夫妻；同年,出演罪案剧《铁证悬案~真实之门~第二季》。10月,参演朝日台医疗剧集《Doctor-X~外科医·大门子~5》,扮演新人医生西山直之。2019年1月,出演由中村勘九郎和阿部隆史共同主演的NHK大河剧《韦驮天：东京奥运的故事》播出；同月,其出演的TBS台爱情剧《初次恋爱那一天所读的故事》开播,在剧中饰演帅气精英八云雅志。主演NHK电视剧《黑蜥蜴》于12月29日播出。2022年2月6日,主演的电视剧《人类可怕》播出；3月24日,参演的爱情电影《我的樱花恋人》上映；6月4日,参演电视剧《Double》在日本首播。6月17日,出演的电影《峠：最后的武士》上映。7月4日,参演推理爱情喜剧片《疯狂邮轮》；12月2日,主演的电影《爱情生活》在中国台湾上映；12月30日,参演池波正太郎诞辰100年纪念电视剧《まんぞくまんぞく》。2023年1月11日,参演的日本台水十剧《逆转管弦乐团》开播；2月10日,出演的悬疑影片《#窨井》上映。2023年,出演漫改真人版电影《东京复仇者2血色万圣节篇》,前篇《-命运-》于4月21日上映,后篇《-决战-》于6月30日上映。5月,参演电视剧《致光之君》；6月4日,出演NHK剧集《藤子·F·不二雄SF短篇电视剧》的新作《箱舟はいっぱい》。11月16日,参演的电影《疯狂游轮》在Netflix上线播出。
永山绚斗在电影《垒球少年》中有着精彩的表现。他在电视剧《圣女》中,与广末凉子的激情戏给观众留下了深刻的印象,并洗脱了“瑛太弟弟”的形象,有了能够代表自己风格的作品。永山绚斗是一个实力派影星,在电影《非关正义：完结篇》中,他的表现为作品增添了十足的看点。而在电影《诈欺游戏：终极之战》中,永山绚斗的加盟也为影片增色不少。永山绚斗在电视剧《乱马1,2》中,自始至终穿着武士服或格斗服,充满阳刚气,讲话时嘴角一歪的表情也和原著人物贴近。
2023年6月15日,永山绚斗涉嫌违反大麻取缔法被警方逮捕,7月7日被保释。8月9日消息,龙星凉将代替因持有非法药物被逮捕的永山绚斗出演大河剧《致光之君》中的藤原隆家一角。8月28日,永山绚斗违反大麻取缔法一案在东京地方法院举行初审。被告人永山绚斗对犯罪事实供认不讳,并对使用大麻一事进行了反省。根据检方陈述,永山在中学2年级的夏天在当地学长的推荐下第一次使用了大麻。当时他觉得不太舒服,这之后就没有使用过,但是18,19岁的时候在朋友的酒席上再次接触大麻后开始复吸。公审即日结案,检方要求判处有期徒刑6个月,辩护方要求判处缓期执行,本案将于9月1日判决。9月1日,东京地方法院宣判,永山绚斗因在东京都内自家中持有大麻,被判处有期徒刑6个月,缓期3年执行。