2000年，5月赵寅成参演青春校园剧《搞怪高校生》，饰演个性冷酷的学生”金希杰“一角，正式进入影视圈。7月拍摄以大学生活为背景的情境喜剧《男生女生向前走》，赵寅成在169~468集登场。11月参演短剧《少女漫画》，该剧讲述年轻八岁的游泳教练爱上女漫画家的故事。
2001年，在爱情剧《钢琴别恋》中饰演个性叛逆的“敬浩”一角。该剧不仅播出后成为了韩国2001年度收视冠军，赵寅成也获得了SBS演技大赏新人奖 。同年还拍摄短剧《好好爱我》。
2002年，赵寅成与全度妍主演以演艺界为背景的爱情剧《射星》，并且凭借充满激情的梦想“具盛泰”一角获得SBS演技大赏十大明星奖和人气奖。同年首次参演剧情片《人民公厕》，该影片由香港导演陈果导演。
2003年，1月搭档申敏儿主演爱情片《玛德琳蛋糕》，饰演一名大学生。同时还与孙艺珍、曹承佑等演员参演爱情片《假如爱有天意》，该片累计票房突破154万观影人次 。8月在主演的剧情片《南男北女》中扮演一名风度翩翩的花花公子。
2004年，赵寅成与河智苑、苏志燮主演爱情剧《巴厘岛的故事》，该剧最高收视高达40.4%（韩国全国TNS收视率）。年底凭借在该剧中饰演的“郑在民”一角获得SBS演技大赏最佳男主角奖以及第40届韩国百想艺术大赏最佳男演员奖。
2005年，搭档高贤廷、池珍熙主演爱情剧《春日》，该剧翻拍自日本电视剧《白色之恋》。赵寅成在剧中饰演“高恩燮”一角，获得第41届韩国百想艺术大赏人气奖。
2006年，赵寅成主演动作片《卑劣的街头》，饰演黑帮成员“炳斗”一角。该片不仅进入纽约翠贝卡电影节非竞争部分参展，还提名第44届韩国电影大钟奖以及第27届韩国青龙电影奖的最佳男演员奖。
2008年，再次主演由导演柳河监制的剧情片《霜花店》，该片上映仅四天观众人数突破100万，累计突破374万人数。2009年4月至2011年5月参军服役，期间成为了韩国空军形象大使。
2013年，与宋慧乔主演爱情剧《那年冬天，风在吹》，重返影视荧幕。该剧不仅获得上海电视节海外电视剧大奖银奖，赵寅成在年底也获得SBS演技大赏特别奖和十大明星奖。
2014年，1月获邀参加第2届搜狐时尚盛典，并且获得年度时尚偶像奖。2月在中国上海举办了首场粉丝见面会见面会。7月与孔孝真携手主演心理剧《没关系，是爱情啊》，饰演推理小说家“张载烈”一角。之后凭借该剧获得第3届大田电视剧节大赏。
2016年，5月客串韩国tvN电视台创社10周年特别企划剧《我亲爱的朋友们》。2017年，1月搭档郑雨盛主演剧情片《王者》，该片累计531万观影人次。赵寅成凭借该片提名第54届韩国电影大钟奖以及第38届韩国青龙电影奖的最佳男演员奖，最终获得第38届韩国青龙电影奖人气明星奖。
2018年，9月主演古装片《安市城》，饰演一名高句丽名将。2019年，确认搭档金允石主演由柳承莞导演的动作片《逃离》，该片讲述上世纪九十年代索马里内战期间，被困在索马里的大使馆人员联手逃出索马里的故事。